Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico, con aplicación preferente para la fabricación o modificación de guías de onda ópticas o para la modificación del coeficiente de reflexión óptico, caracterizado porque comprende inadiar con partículas un sustrato, bien cristalino, bien vitreo, bien plástico o bien polímero, y porque comprende dos pasos principales, que son: a) seleccionar la potencia de frenado total en el sustrato, S(x), seleccionando de modo preciso tanto el valor de S como la profundidad (x) a la que se alcanza dicho valor de modo que S sea lo suficientemente elevada para que se generen, según los casos particulares, bien trazas de amorfización, bien trazas de preamorfización o bien trazas de defectos, trazas de diámetro máximo (Φ<M>) nanométrico, típicamente en el rango 1-10 nm, que causen que: i) bien se modifique directamente y de modo apreciable (|Δn| >0.0001 ) , al menos uno de los índices de refracción principales del sustrato irradiado, o ii) bien mediante un ataque químico posterior a la inadiación se vacíen las trazas inadiadas y se modifiquen de modo apreciable todos los índices de refracción principales del sustrato, b) seleccionar la partícula que tenga la potencia de frenado S(x) antes mencionada, y c) seleccionar la dosis de partículas (DO) para que esté, preferentemente en el rango que comprende desde el régimen de trazas individuales, típicamente con dosis menores que 10<12>at/cm<2>hasta el régimen de superposición casi total de trazas el cual se alcanza cuando la dosis es DO(at/cm<2>) ~10<13>/φM(nm) y siendo esta dosis conespondiente al régimen de superposición de trazas típicamente superior a 10<13>at/cm<2>, aproximadamente,. 2.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico, según la reivindicación 1, caracterizado porque el tipo de partícula con la que se inadia el sustrato óptico puede ser bien de tipo monoatómico o, bien, de tipo molecular, y porque la partícula puede incidir en el sustrato óptico bien en estado de carga neutro o, bien, en forma ionizada y porque el sustrato puede ser irradiado bien en vacío o, bien, en cualquier atmósfera y estando caracterizado también porque pueden escogerse diferentes ángulos de incidencia de las partículas en el sustrato para conseguir una cierta orientación de las trazas del medio óptico respecto a la superficie del sustrato, y porque puede también distribuirse la dosis total de la inadiación en varios ángulos de incidencia y en varios planos de incidencia. 3.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque puede aplicarse a cualquier sustrato de interés óptico, mediante la selección de las condiciones de inadiación, principalmente S=S(x), en función de los diferentes umbrales, de amorfización o de generación de trazas de defectos según los casos, que presentan los diferentes sustratos particulares, como, por ejemplo: - sustratos cristalinos: LiNbO<3>, BBO, LBO, KTP, KNbO<3>, Nd:YAG, Nd:YNO<4>, Al<2>O<3>, Ti:Al<2>O<3>, Si, GaAs, GaΝ, y Si<3>Ν<4>, - sustratos vitreos: SiO<2>, BK7, y Pb:SiO<2>, - polímeros: policarbonato. 4.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico, según las reivindicaciones 1 a la 3 caracterizado porque la inadiación de partículas se realiza mediante un sistema standard de iones focalizado (FIB) a tamaños micrométricos o submicrométricos con lo que es posible aplicar a dicho procedimiento a secciones micrométricas o submicrométricas, y es posible mediante el sistema de banido pertinente fabricar guías de onda ópticas acanaladas, sensores y circuitos ópticos integrados en la muestra u oblea como ejemplos de medios ópticos. 5.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico, según las reivindicaciones 1 a la 4 caracterizado porque: b) la potencia de frenado total (S(x)) de la partícula en el sustrato que es necesario emplear para fabricar el medio óptico es la suma de las contribuciones electrónica y nuclear, S(x) = S<e>(x) + S<n>(x), c) el umbral de amorfización en materiales cristalinos, U<a>, es, en general, dependiente del tipo de partícula utilizada así como de la velocidad de la misma, siendo menor para partículas moleculares que para partículas monoatómicas y siendo dicho umbral, en particular, menor cuanto mayor es la contribución de tipo nuclear (S<n>), y d) el umbral de amorfización en materiales cristalinos, U<a>, es, en particular, menor cuando la partícula incide sobre una traza previa de preamorfización ocurriendo que, dada una inadiación que genera trazas de preamorfización, un segundo impacto de una partícula sobre una traza de preamorfización genera una traza de amortización. 6.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico según las reivindicaciones 1 a la 5, caracterizado porque el sustrato cristalino son materiales cristalinos anisótropos ópticos, mediante la generación de trazas de preamorfización caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) inadiar con partículas seleccionando, para cada material cristalino que constituye el sustrato, la partícula y su energía cinética y seleccionando la orientación cristalográfica del sustrato respecto al haz incidente y seleccionando la temperatura del sustrato, de modo que la potencia de frenado total de la partícula, S, tenga valores inferiores al umbral de amorfización (S<U<a>) típicamente en el rango (0.6-1 )U<a>, preferentemente en el rango (0.7-1 )U<a>, y más preferentemente en el rango (0.8-1 )U<a>, y definiendo dicho umbral de amortización como el valor a partir del cual las partículas generan trazas de amortización, continuas o discontinuas, y definiendo en esta invención que las trazas son de amorfización cuando causan que todos los índices de refracción principales del cristal disminuyan, y definiendo en esta invención que las trazas son de preamorflzación cuando, en el caso de los cristales anisótropos ópticos, se produce simultáneamente: iii. aumento del menor de los índices de refracción principales y disminución del mayor de los índices de refracción principales, y iv. que las trazas de preamorflzación se convierten en trazas de amortización cuando una segunda partícula incide sobre ellas, e, b) inadiar el sustrato cristalino empleando dosis ultrabajas siendo el rango preferente de dosis el que se conesponde con el hecho físico de tener una densidad de trazas de preamorfización suficientemente elevada para cambiar los índices de refracción efectivos (o promedio) de modo apreciable, preferentemente |Δn|>0.001 , y, simultáneamente, tener las trazas mayoritariamente aisladas entre sí, es decir, que no solapen entre sí significativamente, ocuniendo una superposición significativa de trazas de preamorfización para dosis entre 10<12>at/cm<2>y 10<13>at/cm<2>, dependiendo de cada caso particular, y siendo el mencionado régimen de superposición de trazas el que determina la cota superior preferente de dosis y ocurriendo que si se supera esta cota superior preferente se pierde parte de la funcionalidad del medio óptico, particularmente en lo concerniente a la fabricación de guías ópticas. 7.- Medio óptico nanoestructurado y orientable fabricado en cristales anisótropos ópticos mediante inadiación con partículas con dosis ultrabajas mediante procedimiento según la reivindicación 6 caracterizado porque dicho medio óptico presenta aumento de índice de refracción, ocuniendo que el aumento de índice de refracción lo experimenta el menor (ΔΠ<L>>0) de los índices de refracción principales del cristal anisótropo óptico (y en algunos casos también ΔΠ<M>>0), y siendo la magnitud de dicho aumento de índice de refracción proporcional y controlable con el valor específico que alcance la potencia de frenado total y estando también caracterizado el medio óptico porque constituye una guía de ondas óptica cuando la anchura de la capa así inadiada (con trazas de preamorflzación mayoritariamente individuales y condición S <U<a>) es suficientemente grande para confinar al menos un modo guiado a la longitud de onda de interés, y controlándose la anchura y posición de la capa/medio óptico principalmente con la energía cinética de las partículas y con el ángulo de incidencia de las partículas en el sustrato. 8.- Medio óptico nanoestructurado y orientable fabricado en cristales anisótropos ópticos mediante inadiación con partículas con dosis ultrabajas mediante procedimiento según la reivindicación 6 caracterizado porque presenta disminución de índice de refracción (ΔΠ<H>0), ocurriendo que la disminución de índice de refracción la experimenta el mayor de los índices de refracción principales del cristal anisótropo óptico, y siendo la magnitud de dicha disminución de índice de refracción proporcional y controlable con el valor específico que alcance la potencia de frenado y estando también caracterizado el medio óptico porque tiene la funcionalidad de barrera óptica y, en particular, permite fabricar una guía de ondas óptica de tipo por barrera óptica cuando la posición del máximo poder de frenado y de la conespondiente modificación máxima del índice de refracción se sitúa a una profundidad, X<M>, suficientemente grande para confinar al menos un modo guiado a la longitud de onda de interés, y definiendo dicha posición X<M>de la capa (medio óptico y barrera óptica) principalmente con la energía cinética de las partículas y con el ángulo de incidencia (θ) de las partículas en el sustrato siendo X<M>(Θ) = X<M>(Θ=0°)COSΘ. 9.- Medio óptico nanoestructurado y orientable según la reivindicación 7 fabricado mediante procedimiento según la reivindicación 6, en cristales anisótropos ópticos mediante inadiación con partículas con dosis ultrabajas y con la condición de que la componente nuclear del poder de frenado (S<n>) tiene efectos inelevantes y despreciables comparada con la componente electrónica (S<e>), caracterizado porque: f) el medio óptico es un sistema nanoestructurado que está constituido por un conjunto de trazas de preamorfización características (T1 , T2, o T4) que tienen diámetro máximo (Φ<M>) nanométrico, típicamente en el rango 1-10 nm, y tienen una longitud mayor que el diámetro (factor de aspecto) superior en al menos un factor 50 (T1 y T2), factor que puede llegar a ser de hasta 1000 para las trazas tipo T1 y T4, y siendo las trazas de preamorflzación mayoritariamente individuales cuando la dosis (at/cm<2>) es menor que, aproximadamente, 10<13>/ φ<M>(nm), g) la magnitud de la modificación efectiva en los índices de refracción del cristal es, inicialmente, proporcional a la densidad volumétrica de trazas de preamorflzación y, por tanto, es proporcional a la dosis de partículas empleada, hasta que se alcanza el régimen en el que empieza a existir superposición significativa de las trazas, en cuyo caso, el aumento de índice de refracción se pierde progresivamente e incluso, al seguir inadiando, se produce una disminución neta del índice de refracción del medio óptico respecto al valor del sustrato, por el hecho de que las trazas de preamorfización que reciben el impacto de una segunda partícula se amortizan debido a que el umbral de amortización es menor en las zonas de un cristal previamente inadiado, h) la capa del sustrato que constituye el nuevo medio óptico nanoestructurado (L1 , L2, L4) está separada, al menos una miera, de la capa del sustrato en la que tiene lugar la máxima interacción nuclear y en la que se paran y se acumulan las partículas, i) el sistema nanoestructurado constituido por las trazas de preamorflzación es fácilmente orientable con respecto a la superficie del sustrato seleccionando el ángulo de incidencia de las partículas, siendo posible distribuir la dosis total de la inadiación en varios ángulos de incidencia, y en varios planos de incidencia, lo cual, según los casos particulares (material y aplicación particular) puede ser ventajoso por el comportamiento diferencial de propiedades diversas como el scattering de luz, la expansión térmica, el efecto fotonefractivo, etc, j) el medio óptico (L1 , L2, L4) se puede utilizar para fabricar una guía óptica. 10.- Medio óptico según la reivindicación 9 caracterizado porque es una guía de onda óptica fabricada en el material anisótropo óptico LiNbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de silicio con 45 MeN de energía cinética se cumple la condición S <U<a>en una capa de anchura L1 constituida por trazas de preamorflzación tipo T1 desde la superficie (x =0) hasta una profundidad Xi aproximada de 3 mieras, y porque la mencionada capa/medio óptico presenta un aumento promedio del índice de refracción extraordinario de aproximadamente el 0.1% cuando se usa una dosis de 6x10<11>at/cm<2>, porque puede fabricarse la mencionada guía óptica con anchura superior utilizando una energía de las partículas superior a 45 MeN y porque puede fabricarse la mencionada guía óptica con anchura inferior utilizando una energía de las partículas inferior a 45 MeN hasta que no se soporta un modo guiado entre la superficie y x<3>, y no siendo posible utilizar dosis mayores que lxlO<12>at/cm<2>para fabricar este tipo de guía óptica por aumento de índice de refracción porque la superposición de trazas de preamorfización empieza a ser entonces significativa y se induce amorfización y pérdida del aumento previo del índice de refracción. 11.- Medio óptico según la reivindicación 9 caracterizado porque es una guía de onda óptica entenada fabricada en el material anisótropo óptico LiΝbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de silicio con 45 MeN de energía cinética se cumple la condición S <U<a>en una capa de anchura L2 de aproximadamente 1 miera constituida por trazas de preamorflzación tipo T2 desde la profundidad x<2>aproximada de 7 mieras hasta la profundidad Xs aproximada de 8 mieras, y estando caracterizada la mencionada capa, medio óptico y guía óptica, por presentar un aumento promedio del índice de refracción extraordinario de aproximadamente el 0.5 % cuando se usa una dosis de 3xl0<12>at/cm<2>, o superior, y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica con anchura L2 inferior utilizando un cierto ángulo de incidencia de las partículas en el sustrato y pudiendo cambiarse la situación en profundidad (x<2>y Xs) de la guía óptica entenada bien con la energía cinética bien con el ángulo de incidencia de la irradiación, siendo necesario para mantener la guía óptica entenada que la energía cinética de las partículas sea al menos superior a 8 MeN aproximadamente y siendo suficiente una energía de 10 MeN aproximadamente, y pudiendo utilizarse, en general, para fabricar guías ópticas entenadas como las aquí mencionadas partículas de masa atómica superior a la del silicio, si bien, a partir de cierto rango de masas atómicas (aproximadamente, la equivalente a partículas entre el potasio y el hieno) la componente nuclear S<n>empieza a ser relevante y las trazas se convierten, gradualmente, en trazas de tipo T2N, que es otro caso particular reivindicado posteriormente. 12.- Medio óptico según la reivindicación 9 caracterizado porque es una guía de onda óptica superficial fabricada en el material anisótropo óptico LiNbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de silicio con 5 MeN de energía cinética se cumple la condición S<U<a>e n una capa de anchura L2 de aproximadamente 1 miera constituida por trazas de preamorflzación tipo T2 desde la superficie hasta la profundidad Xs aproximada de 1 miera, y estando caracterizada la mencionada capa, medio óptico y guía óptica, por presentar un aumento promedio del índice de refracción extraordinario de aproximadamente el 0.5 % cuando se usa una dosis de 3x10<12>at/cm<2>, suficiente para soportar, al menos, un modo guiado en el visible y pudiendo seleccionarse, con esta energía cinética de 5 MeN, partículas de masa superior a la del silicio y pudiendo, en general, seleccionarse una energía cinética inferior a 5MeN siempre y cuando sea suficiente para que la anchura resultante de L2 sea todavía suficiente para soportar un modo guiado. 13.- Medio óptico según la reivindicación 9 caracterizado porque es una guía de onda óptica fabricada en el material anisótropo óptico LiΝbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de sodio se cumple la condición S<U<a>para cualquier energía cinética que se utilice y, en particular, utilizando una energía de 30 MeN se cumple condición S=U<a>en una capa entenada de anchura L4 de aproximadamente 3 mieras, situada a una profundidad (X<M>) de 5 mieras aproximadamente, y constituida por trazas de preamorfización tipo T4 y estando caracterizada la mencionada capa, medio óptico y guía óptica, por presentar un aumento promedio del índice de refracción extraordinario de aproximadamente el 0.5% cuando se usa una dosis de 4x10<12>at/cm<2>aproximadamente, y pudiendo utilizarse diferentes valores de la energía cinética para situar la guía óptica entenada a diferentes profundidades y, en particular pudiendo utilizar una energía de unos 10 MeN aproximadamente para tener la guía óptica en la superficie del sustrato y no entenada, y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica con anchura superior utilizando varias energías cinéticas y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica con anchura inferior utilizando un cierto ángulo de incidencia (θ) de las partículas en el sustrato, en uno o varios planos de incidencia, en cuyo caso se cumple que X<M>(Θ)=X<M>(Θ=0°)COSΘ y que L4(θ)=L4(θ=0°)cosθ y estando caracterizada la fabricación de la mencionada guía óptica porque la dosis de partículas no puede ser superior a valores de, aproximadamente, 3x10<13>at/cm<2>porque se pierde el aumento previo del índice de refracción extraordinario debido al fenómeno de superposición de trazas de preamorfización y la consiguiente conversión de las mismas en trazas de amortización. 14.- Medio óptico según la reivindicación 9 caracterizado porque es un sistema de guías de onda óptica acopladas fabricadas en el material anisótropo óptico LiNbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de sodio en dos o más inadiaciones, primero iones con alta energía cinética, por ejemplo 40 MeN, y posteriormente iones con menos energía, por ejemplo, 20 MeN, ambas inadiaciones con una dosis de 4x10<12>at/cm<2>, resulta un sistema de dos guías ópticas por aumento del índice de refracción extraordinario, iguales y situadas a diferente profundidad, con una separación entre ellas de aproximadamente 3 mieras, separación que es fácilmente ajustable con la energía cinética de las dos inadiaciones y resultando también que, en general, se tiene una guía óptica entenada para el índice de refracción ordinario, guía óptica que está definida entre las dos ba eras ópticas que genera la disminución del índice de refracción ordinario. 15.- Medio óptico según la reivindicación 9 caracterizado porque es una guía de onda óptica por barrera óptica fabricada en el material anisótropo óptico LiΝbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de sodio se cumple la condición S<U<a>para cualquier energía cinética que se utilice y, en particular, utilizando una energía de 30 MeN se cumple la condición S=U<a>en una capa entenada de anchura L4 de aproximadamente 3 mieras, situada a una profundidad (X<M>) de 5 mieras aproximadamente, y constituida por trazas de preamorfización tipo T4 y estando caracterizada la mencionada capa, medio óptico, por presentar una disminución promedio del índice de refracción ordinario de aproximadamente el 0.5% cuando se usa una dosis de 4xl0<12>at/cm<2>aproximadamente, y pudiendo utilizarse dicho medio óptico como barrera óptica para construir una guía óptica entre la superficie y dicha barrera óptica, y pudiendo utilizarse diferentes valores de la energía cinética para situar la guía óptica entenada a diferentes profundidades y pudiendo utilizarse un cierto ángulo de incidencia (θ) de las partículas en el sustrato, en uno o varios planos de incidencia, en cuyo caso se cumple que X<M>(Θ)=X<M>(Θ=0°)COSΘ y que L4(θ)=L4(θ=0°)cosθ, y pudiendo utilizarse dosis superiores a 4x10<12>at/cm<2>lo cual genera un salto de índice de refracción aún mayor y ocurriendo que para dosis superiores a, aproximadamente, 2x10<13>at/cm<2>también se forma guía óptica por barrera óptica para el índice de refracción extraordinario debido a la conversión de las trazas de preamorfización en trazas de amortización. 16.- Medio óptico según la reivindicación 9 caracterizado porque es una guía de onda óptica fabricada en el material anisótropo óptico LiNbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de magnesio con 39 MeN de energía cinética se cumple la condición S<U<a>en una capa de anchura L1 constituida por trazas de preamorflzación tipo T1 desde la superficie (x =0) hasta una profundidad Xi aproximada de 5 mieras, y estando caracterizada la mencionada capa/medio óptico por presentar un aumento promedio del índice de refracción extraordinario de aproximadamente el 0.1% cuando se usa una dosis de 3x10<12>at/cm<2>. 17.- Medio óptico según la reivindicación 7 fabricado en cristales anisótropos ópticos mediante inadiación con partículas con dosis ultrabajas mediante procedimiento según la reivindicación 6 caracterizado, en los casos particulares en los que la componente nuclear del poder de frenado (S<n>) tiene efectos comparables con la componente electrónica (S<e>), porque: c. la magnitud de la modificación efectiva en los índices de refracción del cristal es, inicialmente, proporcional a la densidad volumétrica de trazas de preamorfización características, tipo T2Ν, y, por tanto, es proporcional a la dosis de partículas empleada, hasta que se alcanza el régimen en el que empieza a existir superposición significativa de las trazas, en cuyo caso, el aumento de índice de refracción se pierde progresivamente e incluso, al seguir irradiando, se produce una disminución neta del índice de refracción del medio óptico respecto al valor del sustrato, por el hecho de que las trazas de preamorfización que reciben el impacto de una segunda partícula se amortizan debido a que el umbral de amorfización es menor en las zonas de un cristal previamente inadiado y d. la capa del sustrato que constituye el nuevo medio óptico se superpone con la capa del sustrato en la que tiene lugar la máxima interacción nuclear y en la que se paran y se acumulan las partículas. 18.- Medio óptico según la reivindicación 17 caracterizado porque es una guía de onda óptica fabricada en el material anisótropo óptico LiΝbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 6, y porque utilizando iones de cobre con 2 MeN de energía cinética se cumple la condición S<U<a>en una capa de anchura L2N constituida por trazas de preamorflzación tipo T2N desde la superficie (x=0) hasta una profundidad Xs aproximada de 1,2 mieras, y estando caracterizada la mencionada capa/medio óptico por presentar un aumento promedio del índice de refracción extraordinario de aproximadamente el 1% cuando se usa una dosis de 3x10<12>at/cm<2>, y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica de mayor anchura utilizando energías cinéticas superiores, hasta 6 MeN, aproximadamente, en cuyo caso la guía tiene una anchura de unas 2,5 mieras y ocurriendo que a partir de dicha energía, se genera amortización en una capa superficial que permite entenar la guía óptica, y estando caracterizada la fabricación de la mencionada guía óptica porque la dosis de partículas no puede ser superior a valores de, aproximadamente, 2x10<13>at/cm<2>porque se pierde el aumento previo del índice de refracción extraordinario debido al fenómeno de superposición de trazas de preamorfización y la consiguiente conversión de las mismas en trazas de amortización. 19.- Procedimiento para la fabricación de guías ópticas entenadas en sustratos anisótropos ópticos sin el pulido final de la superficie mediante inadiación con partículas con dosis ultrabajas según la reivindicación 6, caracterizado porque, cuando se cumple la condición (S < U<a>) para toda la curva S(x) y para toda posible energía cinética de la partícula, se generan trazas de preamorflzación características de tipo T4 en la capa L4 del sustrato en la que S ~ U<a>y es posible escoger la energía cinética de suficiente valor para que la mencionada capa esté entenada a unas pocas mieras de profundidad en cuyo caso es posible distribuir la dosis total de la inadiación haciendo un banido, preferentemente continuo, del ángulo de incidencia de las partículas en el sustrato, entre un cierto ángulo incial θi y un cierto ángulo final θ<2>(θ-|->θ<2>SCAΝ) de modo que se obtiene una guía entenada con las fronteras suavizadas por la proyección múltiple, es decir, ocuniendo que las inegularidades de la superficie no pulida se difuminan en las fronteras de la guía óptica, siendo preferente aplicar este procedimiento cuando dichas inegularidades superficiales son de un tamaño, en anchura y profundidad, no superior a una miera, aproximadamente. 20.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico en materiales cristalinos (isótropos y anisótropos ópticos) según las reivindicaciones 1 a la 5 mediante la generación de trazas de amorfización caracterizado porque comprende los siguientes pasos: c. inadiar con partículas seleccionando, para cada material cristalino que constituye el sustrato, la partícula y su energía cinética y seleccionando la orientación cristalográfica del sustrato respecto al haz incidente y seleccionando la temperatura del sustrato, de modo que la potencia de frenado total de la partícula, S, tenga valores superiores al umbral de amortización, S>U<a>, y definiendo dicho umbral de amorfización como el valor a partir del cual las partículas generan trazas de amortización, continuas o discontinuas, y definiendo en esta invención que las trazas son de amorfización cuando causan que todos los índices de refracción principales del sustrato cristalino disminuyan, e d. inadiar el material cristalino empleando dosis ultrabajas, siendo el rango preferente de dosis el que se conesponde con el hecho físico de tener una densidad de trazas de amorfización suficientemente elevada para cambiar los índices de refracción efectivos (o promedio) de modo apreciable, preferentemente |Δn|>0.001 , y, simultáneamente, tener las trazas mayoritariamente aisladas entre sí, es decir, que no solapen entre sí significativamente, ocuniendo una superposición significativa de trazas de amorfización para dosis entre 10<12>at/cm<2>y 10<13>at/cm<2>, dependiendo de cada caso particular, y siendo el mencionado régimen de superposición de trazas el que determina la cota superior preferente de dosis y ocurriendo que si se supera esta cota superior preferente se pierde parte de la funcionalidad del medio óptico, particularmente en lo concerniente a la fabricación de guías ópticas, pero pudiendo utilizarse en casos particulares dosis superiores a 10<13>at/cm<2>porque generan medios ópticos con propiedades ventajosas como tener elevado salto de índice de refracción. 21.- Medio óptico nanoestructurado obtenido en materiales cristalinos mediante inadiación con partículas con dosis ultrabajas mediante procedimiento según la reivindicación 20 caracterizado porque dicho medio óptico presenta disminución de todos los índices de refracción del sustrato cristalino (y, en particular, ΔΠ<L>,<H><0), y siendo la magnitud del cambio de índice de refracción proporcional al valor específico que alcance la diferencia (S-U<a>) y estando también caracterizado el medio óptico porque constituye una barrera óptica cuando la anchura (LA) de la capa/medio óptico es suficientemente grande para confinar la onda evanescente del modo guiado de interés. 22.- Medio óptico nanoestructurado y orientable fabricado en materiales cristalinos mediante inadiación con partículas con dosis ultrabajas mediante procedimiento según la reivindicación 20 caracterizado, en los casos particulares en los que la componente nuclear del poder frenado (S<n>) tiene efectos irrelevantes y despreciables comparado con la componente electrónica (S<e>), porque: a. el medio óptico es un sistema nanoestructurado que está constituido por un conjunto de trazas de amortización características (TA) teniendo las trazas un diámetro máximo (Φ<M>) nanométrico, típicamente en el rango l-10nm (según el material y según el valor específico de S) y una longitud mayor que el diámetro (factor de aspecto) mayor en, al menos, un factor 50, factor que puede llegar a ser superior a 1000, y siendo las trazas mayoritariamente individuales cuando la dosis es suficientemente baja (cuando DO<10<13>/φM(nm), aproximadamente), b. la magnitud de la modificación (disminución) efectiva en los índices de refracción principales del cristal es, inicialmente, proporcional a la densidad volumétrica de trazas de amorfización y, por tanto, es proporcional a la dosis de partículas empleada, hasta que se aproxima el régimen de saturación cuando empieza a existir solape significativo de las trazas de modo que cuando las trazas amorfas solapan entre sí y cubren toda la sección transversal del cristal los índices de refracción alcanzan el mínimo valor posible que es el conespondiente a la fase amorfa del cristal, c. el medio óptico nanoestructurado de interés está alejado, al menos, una miera de la capa del sustrato en la que tiene lugar la máxima interacción nuclear y en la que se paran y se acumulan las partículas, d. el sistema nanoestructurado constituido por las trazas de amortización es fácilmente orientable con respecto a la superficie del sustrato seleccionando el ángulo de incidencia de las partículas, siendo posible distribuir la dosis total de la inadiación en varios ángulos de incidencia, y en varios planos de incidencia, lo cual, según los casos particulares (material y aplicación particular) puede ser ventajoso por el comportamiento diferencial de propiedades diversas como el scattering de luz, la expansión térmica, el efecto fotonefractivo, etc, e. el medio óptico (LA) se puede utilizar como barrera óptica para fabricar una guía óptica. 23.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico, preferentemente guías de onda ópticas de tipo por ba era óptica según la reivindicación 20 por inadiación con partículas en sustratos cristalinos caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a. situar el máximo de la curva de potencia de frenado total de la partícula S(x) dentro del sustrato cristalino a una distancia (X<M>) desde la superficie, lo cual se lleva a cabo seleccionando la energía cinética de las partículas, y pudiendo tomar (X<M>) valores comprendidos entre 0 y el valor determinado por la máxima energía disponible, b. seleccionar los parámetros experimentales, principalmente la partícula, para que dicho máximo de la potencia de frenado supere el umbral de amortización (S(X<M>)>U<a>). 24.- Medio óptico fabricado mediante el procedimiento según la reivindicación 23 caracterizado porque el medio óptico que constituye la barrera óptica presenta, en general, perfil de índice de refracción gradual, debido a que el diámetro efectivo de las trazas y el volumen efectivo del material que es procesado en cada traza amorfa generando la conespondiente disminución de los índices de refracción es tanto mayor cuánto mayor sea la diferencia entre la potencia de frenado y el umbral (S-U<a>). 25.- Medio óptico según la reivindicación 24 caracterizado porque es una guía de onda óptica por barrera óptica fabricada en el material anisótropo óptico LiNbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 23, y porque utilizando iones de silicio con 45 MeN de energía cinética se cumple la condición S>U<a>en una capa de anchura aproximada LA constituida por trazas de amorfización tipo TA desde una profundidad Xi aproximada de 3 mieras hasta una profundidad x<2>aproximada de 7 mieras, y estando caracterizada la mencionada capa, medio óptico y barrera óptica, porque presenta una disminución simultánea del índice de refracción extraordinario y ordinario, con un perfil gradual cuyo mínimo ocune a unas 6 mieras de profundidad siendo la magnitud de los cambios de índices significativa y gradual con la dosis desde una dosis de 5x10<11>at/cm<2>hasta una dosis aproximada de lxl 0<13>at/cm<2>, y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica con anchura superior utilizando una energía de las partículas superior a 45 MeN y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica con anchura inferior utilizando una energía de las partículas inferior a 45 MeN hasta que no se soporta un modo guiado entre la superficie y la barrera óptica, y no siendo posible utilizar dosis mayores que 5xl0<13>at/cm<2>aproximadamente para fabricar este tipo de guía óptica por barrera óptica porque se genera una capa amorfa desde la superficie hasta una profundidad de 8 mieras aproximadamente. 26.- Medio óptico según la reivindicación 24 caracterizado porque es una guía de onda óptica por ba era óptica fabricada en el material anisótropo óptico LiNbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 23, y porque utilizando iones de cloro con 45 MeN de energía cinética se cumple la condición S>U<a>en una capa de anchura aproximada LA constituida por trazas de amorfización tipo TA desde la superficie hasta una profundidad x<2>aproximada de 6 mieras, y estando caracterizada la mencionada capa, medio óptico y barrera óptica, porque presenta una disminución simultánea del índice de refracción extraordinario y ordinario, con un perfil gradual cuyo mínimo ocune a unas 5 mieras de profundidad siendo la magnitud de los cambios de índices significativa y gradual con la dosis desde una dosis de 5x10<11>at/cm<2>hasta una dosis aproximada de lxlO<13>at/cm<2>, y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica con anchura superior utilizando una energía de las partículas superior a 45 MeN y pudiendo fabricarse la mencionada guía óptica con anchura inferior utilizando una energía de las partículas inferior a 45 MeN hasta que no se soporta un modo guiado entre la superficie y la barrera óptica, y no siendo posible utilizar dosis mayores que 3xl0<13>at/cm<2>aproximadamente para fabricar este tipo de guía óptica por barrera óptica porque se genera una capa amorfa desde la superficie hasta una profundidad de 7 mieras aproximadamente. 27.- Procedimiento para la fabricación de guías de onda ópticas de tipo por barrera óptica con elevado salto de índice de refracción según las reivindicaciones 1 a la 5 por inadiación con partículas en sustratos cristalinos caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) situar el máximo de la curva de potencia de frenado total de la partícula S(x) dentro del sustrato cristalino a una distancia (X<M>) desde la superficie, lo cual se lleva a cabo seleccionando la energía cinética de las partículas, y pudiendo tomar (X<M>) valores superiores a, aproximadamente, 2 ó 3 mieras, b) que dicho máximo de la potencia de frenado esté próximo pero por debajo del umbral de amortización del cristal virgen, S(XM)<U<a>y S(X<M>) ~U<a>, de modo que se generen trazas de preamorflzación tipo T4, y c) utilizar una dosis de partículas suficiente para alcanzar el régimen de superposición de trazas de preamorfización en cuyo caso las trazas de preamorfización se convierten en trazas de amortización tipo TA por la disminución del umbral de amorfización del cristal inadiado. 28.- Medio óptico caracterizado porque es una guía de onda óptica por barrera óptica y de elevado salto de índice de refracción fabricada en el material LiNbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 27, y porque utilizando iones de sodio con 30 MeN de energía cinética y empleando dosis superiores a 5x10<13>at/cm<2>resulta una guía óptica por barrera óptica, para los dos índices de refracción principales, con elevado salto de índice de refracción, estando la barrera óptica a una profundidad de 3-5 mieras aproximadamente y siendo los perfiles de índice de refracción de tipo cuasi-escalón pudiendo situar la barrera óptica a la profundidad deseada cambiando la energía cinética de los iones. 29.- Medio óptico caracterizado porque es una guía de onda óptica por barrera óptica y de elevado salto de índice de refracción fabricadas en el material LiΝbO<3>mediante procedimiento según la reivindicación 27, y porque utilizando iones de oxígeno 20 MeN de energía cinética y empleando dosis superiores a 5x10<14>at/cm<2>resulta una guía óptica por barrera óptica, para los dos índices de refracción principales, con elevado salto de índice de refracción, estando la barrera óptica a una profundidad de 3-5 mieras aproximadamente y siendo los perfiles de índice de refracción de tipo cuasi-escalón pudiendo situar la barrera óptica a la profundidad deseada cambiando la energía cinética de los iones. 30.- Procedimiento para la fabricación de guías de onda ópticas por aumento de índice de refracción en materiales anisótropos ópticos según la reivindicación 20 por inadiación con partículas en sustratos cristalinos caracterizado porque comprende los siguientes pasos: d) inadiar el sustrato en condiciones de amorfización, es decir, S(x)>U<a>, desde la superficie hasta una cierta profundidad, típicamente en el rango (0,1 -3) μm, que será la anchura de la guía óptica final, y siendo preferente para este paso utilizar partículas pesadas cuando la minimización de la dosis sea preferible en cuyo caso S<n>es muy relevante y la guía óptica se situará superpuesta con la zona de parada nuclear, y siendo preferente para este paso utilizar iones de masa media tales que S<n>sea inelevante en cuyo caso la guía óptica final estará separada de la capa de parada nuclear, e) utilizar, preferentemente una dosis ultrabaja en el rango (10<10>-10<12>)at/cm<2>con lo que se consigue generar trazas de amorfización individuales, siendo posible también utilizar dosis superiores y llegar al régimen de superposición de trazas, f) someter la muestra posteriormente a un tratamiento térmico, preferentemente entre 150 y 550 °C y, preferentemente, en modo de rampa a unos 10°C/min, lo cual resulta en un aumento final del menor de los índices de refracción principales del cristal, ΔΠ<L>> 0, por la recristalización parcial de la estructura cristalina previamente amorflzada. 31.- Procedimiento para la fabricación de guías de onda ópticas acanaladas por aumento de índice de refracción en materiales anisótropos ópticos según las reivindicación 30 por irradiación con partículas en sustratos cristalinos caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) inadiar el sustrato en condiciones de amortización, es decir, S(x)>U<a>, desde la superficie hasta una cierta profundidad, típicamente en el rango (0,1 -3) μm, que será la anchura de la guía óptica final, y siendo preferente para este paso utilizar partículas pesadas cuando la minimización de la dosis sea preferible en cuyo caso S<n>es muy relevante y la guía óptica se situará superpuesta con la zona de parada nuclear, y siendo preferente para este paso utilizar iones de masa media tales que S<n>sea irrelevante en cuyo caso la guía óptica final estará separada de la capa de parada nuclear, d. utilizar, preferentemente una dosis ultrabaja en el rango (10<10>-10<12>)at/cm<2>con lo que se consigue generar trazas de amorfización individuales, siendo posible también utilizar dosis superiores y llegar al régimen de superposición de trazas e. someter la muestra posteriormente a un tratamiento térmico con láser focalizado, focalizado a tamaños del orden de 1 miera, utilizando preferentemente un láser que emita radiación en el borde de absorción UN del material y utilizando preferentemente bien focalización cilindrica para definir una línea de longitud L, o bien, con focalización esférica conjuntamente con un barrido sobre la superficie de la muestra (en y, z) para definir la guía acanalada, bien sencilla o bien para definir un circuito óptico, por ejemplo, tipo modulador o similar, y pudiendo también, a lo largo de un barrido longitudinal para hacer un canal, modular periódicamente el tiempo de exposición e intensidad del láser con objeto de fabricar una red de difracción. 32.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico, preferentemente, de guías de onda ópticas de tipo por ba era óptica con elevado salto de índice de refracción según la reivindicación 23 por inadiación con partículas en sustratos cristalinos caracterizado porque comprende: c. seleccionar el ángulo de incidencia de las partículas respecto a los ejes cristalográficos de modo que se dé la condición de canalización iónica, condición en la que la potencia de frenado total es inferior a la potencia de frenado en la configuración usual ("random"), y d. seleccionar la partícula y su energía cinética para que en la configuración "random" se cumpla que S>U<a>y que en la configuración canalizada de cumpla que S<U<a>, ocuniendo así que las partículas generan el medio óptico tipo TA (y barrera óptica) cuando salen de la condición de canalización iónica lo cual ocune a una cierta profundidad del cristal LC que depende de la temperatura, defectos del cristal, canal concreto utilizado, etc, siendo LC la anchura efectiva de la guía óptica. 33.- Procedimiento para la fabricación de guías de onda ópticas acanaladas según la reivindicación 32 caracterizado porque mediante el empleo de la condición de canalización iónica y mediante el empleo de un haz de iones focalizados (FIB) a un tamaño micrométrico o submicrométrico y focalizados sólo en una dimensión (focalización cilindrica), de modo que sólo los iones que inciden en ángulos dentro de la condición de canalización cumplen S < U<a>y los iones que inciden a ángulos mayores experimentan la situación S > U<a>, se genera así la conespondiente amorfización en dos dimensiones que genera la estructura guía óptica acanalada y haciendo un banido de la posición de la muestra de longitud L en la dirección perpendicular a la dirección de focalización permite fabricar la guía acanalada de longitud L. 34.- Procedimiento para la fabricación de un medio óptico según las reivindicaciones 1 a la 5 caracterizado porque el medio óptico es un medio óptico con nanotubos abiertos y porque comprende: e. inadiar situando el máximo de la curva de potencia de frenado total de la partícula dentro del material cristalino, vitreo, polímero o plástico a una distancia (X<M>) desde la superficie, lo cual se lleva a cabo seleccionando la energía cinética de las partículas, y pudiendo tomar (X<M>) valores comprendidos entre 0 y el valor determinado por la máxima energía disponible, y siendo preferente que X<M>tome valores iguales o superiores a una miera aproximadamente, f. que dicho máximo de la potencia de frenado supere, preferentemente, el umbral de amortización (S >U<a>) en el caso de sustratos cristalinos y que, en el caso de sustratos no cristalinos dicho máximo sea lo suficientemente elevado para que, preferentemente, se alcance en la traza iónica el umbral de fusión del sustrato, pudiendo también utilizarse valores que no alcancen dicho punto de fusión, g. utilizar una dosis de partículas conespondiente al régimen de trazas individuales, h. después de inadiar un sustrato en estas condiciones, se somete a un ataque químico convencional que elimine (vacíe) las trazas de defectos fabricándose así la estructura de nanotubos abiertos (NANOTUBE) con diámetro creciente desde la superficie hacia el interior del sustrato alcanzándose el diámetro máximo aproximadamente en la posición (X<M>). 35.- Medio óptico fabricado mediante procedimiento reivindicación 34 caracterizado porque es una guía de onda óptica fabricada en cualquier sustrato bien cristalino, bien vitreo, bien polímero o plástico, y porque: c. el índice de refracción resultante (rif) viene dado por: rif = f +(1 - f)n<s>, siendo n<s>el índice de refracción del sustrato virgen y f la fracción de material procesada por la traza, que a su vez es aproximadamente f=φ(nm)xDO(at/cm<2>)x10<"14>y estando el diámetro de las trazas generadas según el procedimiento de esta invención, típicamente, en el rango (1-10) nm según el material particular y el valor seleccionado de la potencia de frenado, y d. la guía óptica está constituida por un conjunto de nanotubos abiertos. 36.- Medio óptico fabricado mediante procedimiento reivindicación 34 caracterizado porque es una trampa atómica y molecular fabricada en cualquier sustrato bien cristalino, bien vitreo, bien polímero o plástico, y porque mediante el empleo de sistemas de vacío, controlando la presión residual de la atmósfera pertinente, permiten atrapar en los nanotubos N átomos o moléculas mediante la colocación de una tapa, y pudiendo ser N un número entero cualquiera y pudiendo controlar el tipo de molécula que entra en los nanotubos mediante la selección del diámetro del orificio de entrada de los nanotubos lo cual se selecciona, principalmente, con las condiciones de inadiación, principalmente con el tipo de partícula, energía cinética y temperatura del sustrato, y pudiendo aplicarse a dispositivos de óptica cuántica. 37.- Medio óptico fabricado mediante procedimiento reivindicación 34 caracterizado porque es un sensor en guía óptica, entre otros, sensores genéricos y biosensosres, y porque la selección del diámetro de los nanotubos abiertos permite seleccionar el tipo de molécula de interés bioquímico que es capaz de entrar y ser medida. 38.- Medio óptico fabricado mediante procedimiento reivindicación 34 caracterizado es un catalizador fotoquímico en guía óptica y porque la excitación con la luz guiada de las moléculas atrapadas en los nanotubos, pudiendo seleccionarse fácilmente la intensidad de la luz guiada así como su frecuencia, se utiliza para catalizar reacciones químicas o bioquímicas de interés. 39.- Procedimiento de fabricación según las reivindicaciones 1 a la 6, 19, 20, 23, 27 y 30 a la 33 caracterizado porque es una modificación de guías ópticas previas mediante la combinación o aplicación de los medios ópticos nuevos de la presente invención a guías ópticas previas (WGi) fabricadas con otros procedimientos mediante el aumento (WGι+T4,T2) o disminución del índice de refracción (WGι+TA,T4,T2) con precisión (con la dosis de partículas) y la posibilidad de entenar una guía óptica. 40.- Uso del procedimiento y del medio óptico según las reivindicaciones 1 a la 39 para la: - fabricación de guías de onda óptica, - modificación de guías de onda óptica, - fabricación de nanotubos abiertos útiles para, entre otros dispositivos, sensores ópticos y trampas atómicas, y - la fabricación de nanocompuestos también de gran utilidad optoelectrónica.
