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Título: Sistema automatizado para gravação de estruturas fotônicas
Título(s) alternativo(s): Automated system for the writing of photonic structures
Autor(es): Wang, Yujuan
Orientador(es): Kalinowski, Hypolito Jose
Palavras-chave: Lasers em oftalmologia
Lasers
Automação
Laser - Indústria
Escrita - Aplicação na industria
Engenharia eletrica
Lasers in ophthalmology
Lasers
Automation
Laser industry
Writing - Industrial applications
Electric engineering
Data do documento: 22-Nov-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: WANG, Yujuan. Sistema automatizado para gravação de estruturas fotônicas. 2017. 93 f. Tese (Doutorado em Engenharia elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Este trabalho apresenta um sistema automatizado que foi desenvolvido com o objetivo de fabricar estruturas fotônicas por meio da técnica de escrita direta com pulsos de laser de femtossegundo. Tal técnica consiste em focalizar finamente o feixe de laser em substratos transparentes e movimentar o substrato em direções paralela e perpendicular em relação à direção de propagação do feixe de laser. Procedimentos de controle automatizado referente ao feixe de laser e à translação, de substrato foram implementados e integrados, resultando num sistema totalmente automatizado para a gravação de estruturas fotônicas. Utilizando o sistema automatizado de gravação, guias de onda funcionais em forma de reta e com curvaturas foram fabricados com sucesso, cujos perfis de campo próximo demonstraram propagação monomodo da luz vermelha de 635 nm que foi injetada e guiada. Além disso, a possibilidade de gravar estruturas fotônicas 2D e 3D é confirmada pelas gravações de uma estrutura em forma de espiral logarítmica (2D) e uma estrutura fan-out (3D). Estes resultados demonstram que o sistema desenvolvido está totalmente pronto para o uso prático de fabricar diversas estruturas fotônicas com aplicações potenciais nas áreas de redes de comunicação moderna e de circuitos fotônicos integrados.
Abstract: An automated system is reported in this work with the goal of fabricating photonic structures by the direct-write technique with femtosecond laser pulses. This technique uses a finely focused laser beam into transparent substrates and the translation of the substrate along directions parallel and perpendicular to the propagation direction of the incident laser beam. Control procedures related to laser pulses and sample translation were implemented and integrated, giving rise to a fully automated femtosecond writing system. Functional straight-line and curved waveguides have been successfully achieved with the automated writing system, where single mode propagation is observed from their near filed profiles when 635 nm light is injected and guided. In addition, the possibility of writing 2D and 3D photonic structures is confirmed by tracing a logarithmic spiral structure (2D) and a fan-out structure (3D). These results show that the developed system is fully operational in practice for the purpose of fabricating a variety of photonic structures with potential applications in modern communication networks and integrated photonic circuits.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2896
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