Tesis doctoral 

Esta tesis está centrada en el campo de la fotónica integrada. Esto es, la ciencia de generar, controlar y detectar fotones, las partículas elementales de la luz, dentro de chips miniaturizados. La fotónica integrada encuentra una gran cantidad de aplicaciones, desde las comunicaciones ópticas, las cuales soportan el enorme tráfico de datos generado por la sociedad de la información en la que nos encontramos, hasta otras más específicas pero fundamentales para el avance la sociedad, como la computación cuántica, la medicina o la espectroscopía.

Uno de los requisitos para poder implementar estas aplicaciones es tener un alto grado de control sobre las ondas lumínicas. Un método ampliamente estudiado por la comunidad científica para realizar dicho control es la utilización de materiales artificiales, conocidos como metamateriales. En esta tesis se está trabajando con metamateriales conocidos como estructuras sublongitud de onda (SWG por sus siglas en ingles). Este tipo de metamateriales son extremadamente versátiles y se han convertido en una herramienta fundamental para el diseño de dispositivos fotónicos. A lo largo de la tesis se ha ampliado el estado del arte de los metamateriales de SWG de varias maneras. A nivel fundamental, se han propuesto y validado nuevos tipos de metamateriales SWG para que los diseñadores de chips fotónicos sean capaces de controlar la mayoría de las características de las ondas lumínicas, incluyendo su velocidad, polarización, trayectoria o distribución espacial de la energía. En un nivel más aplicado, estas modificaciones sobre los metamateriales SWG se han usado para realizar dispositivos fotónicos de alto rendimiento, incluyendo divisores de haz o polarización y expansores de haz. Por último, se ha establecido un conjunto de técnicas de modelado y simulación que aceleran drásticamente el desarrollo de nuevos dispositivos fotónicos. Todo este trabajo ha dado lugar a múltiples publicaciones científicas que avalan el buen funcionamiento de los metamateriales propuestos y los dispositivos diseñados, incluyendo 14 artículos en revistas de primer y segundo cuartil y dos patentes.