Humans have lived hand in hand with light since the beginning of time. The more the knowledge and technology advances, the more discoveries and applications involving electromagnetic waves are found and created. This thesis is another grain of sand in this process. This work centers on the experimental study of the possible enhancement of absorption and nonlinearities in periodic nanostructures and metamaterials, produced by the electromagnetic field enhancement and localization. In the first part, we study a one dimensional metal/dielectric periodic structure that integrates a layer of graphene at the position where the electromagnetic field is expected to be enhanced. Absorption can be quantified through measurement of reflection and transmission from the structure. The experimental measurement is not trivial, as it strives to prove that linear absorption can be enhanced by the properties of the photonic crystal. In the second part, a gold grating will be studied. In this case, the resonances that the structure displays at certain wavelengths lead to the enhancement of electromagnetic field and to the consequent enhancement of nonlinear effects like second harmonic generation. The peculiarities of these nanostructures are crucial to nanotechnology and thus to the next generation of applications and optical devices, as well as projects that aim at the exploitation of these kinds of structures.
Los seres humanos han vivido de la mano con la luz desde tiempos inmemoriales. Cuanto más avanza el conocimiento y la tecnología, más descubrimientos y aplicaciones usando las ondas electromagnéticas aparecen. Esa tesis es otro grano de arena en este proceso. El proyecto se centra en el estudio experimental de la posible mejora de la absorción y de procesos no lineales en nanoestructuras periódicas y metamateriales, producido por el aumento y localización del campo electromagnético. En la primera parte, se estudian estructuras periódicas de dieléctrico/metal unidimensionales que integran una capa de grafeno en la posición donde se espera que el campo electromagnético sea incrementado. La absorción se puede cuantificar mediante la medición de la reflexión y transmisión de la estructura. La medida experimental no es trivial, ya que se intenta probar que la absorción lineal puede ser mejorada por las propiedades del cristal fotónico. En la segunda parte, una reja de oro será estudiada. En ese caso, las resonancias que muestra la estructura en ciertas longitudes de onda conducen a la mejora del campo electromagnético y la consiguiente mejora de los efectos no lineales como la generación de segundo harmónico. Las peculiaridades de estas nanoestructuras son cruciales para la nanotecnología y, por lo tanto, para la próxima generación de las aplicaciones y dispositivos ópticos, así como los proyectos que tienen como objetivo la explotación de ese tipo de estructuras.
Els humans han viscut de la mà de la llum des del principi dels temps. Com més avança el coneixement i la tecnologia, més descobriments i aplicacions relacionats amb les ones electromagnètiques són trobats. Aquesta tesi és un altre gra de sorra en aquest procés. Aquest treball se centra en l'estudi experimental de la possible millora de l'absorció i d'efectes no lineals en nanoestructures i metamaterials periòdics, produït per un increment i localització del camp electromagnètic. En la primera part, s'estudiaran estructures periòdiques unidimensionals de metall/dielèctric que inclouen una capa de grafè en la posició on s'espera que incrementi el camp electromagnètic. L'absorció es pot quantificar mitjançant la mesura de la reflexió i transmissió de l'estructura. La mesura experimental no es trivial, ja que s'intenta demostrar que l'aborció lineal pot ser millorada utilitzant les propietats del cristall fotònic. En la segona part, s'estudiarà una graella d'or. En aquest cas, les ressonàncies que l'estructura mostra a certes longituds d'ona condueixen a la millora dels efectes no lineals, com la generació de segon harmònic. Les peculiaritats d'aquestes nanoestructures són crucials per la nanotecnologia i, per tan, per la propera generació d'aplicacions i dispositius òptics, així com projectes que tenen com a objectiu explotar aquestes estructures.
