Fabricação e Caracterização de Guias de Onda Canal Escritos com Laser de Fentossegundos em Vidros Fluoroindatos Dopados com Terras Raras.

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: SILVA, Felipe Elan Barbosa e
• Orientador(a): ARAÚJO, Cid Bartolomeu de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Óptica; Laser fentossegundos; Guias de ondas; Vidros flruoroindatos; Terras raras
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/12216

Processos de microfabricação utilizando lasers melhoraram substancialmente nos últimos anos. Em particular a disponibilidade de lasers que operam no regime de fentossegundos contribuiu muito para a fabricação de dispositivos utilizados em áreas como telecomunicações e física médica. Por exemplo, o uso de lasers para escrita direta de guias de onda ópticos em sólidos transparentes é uma técnica de fabricação que está atraindo grande interesse devido à sua simplicidade e baixo custo em comparação com os métodos químicos e processos litográficos. Quando um laser de fentossegundos é focalizado no interior de materiais transparentes pode produzir, nas vizinhanças do foco, uma pequena mudança na estrutura local que, por sua vez, é seguida de uma variação do índice de refração. Caso ocorra o crescimento do índice de refração na região modificada pode-se obter um guia de ondas. No presente trabalho relatamos a fabricação, por escrita a laser, de guias de onda do tipo canal em vidros fluoroindatos dopados com terras raras pela primeira vez. Os vidros utilizados têm composição (em % mol): 35InF3-20ZnF2-16BaF2-20SrF2-2GdF2-2NaF-1GaF3-2ErF3-2TmF3 e 37InF3-20ZnF2-16BaF2-20SrF2-2GdF2-2NaF-1GaF3-2TmF3, onde foi utilizado na fabricação dos guias um sistema amplificado de Ti:safira, operando a 1,0 kHz, com pulsos de 100 fs, centrado em 800 nm. A amostra vítrea com dimensões 1,0 cm x 1,0 cm x 0,3 cm foi colocada num estágio de translação XYZ e o laser foi focalizado por uma lente com distância focal de 2,0 cm e abertura numérica de 0,3. As potências médias utilizadas foram ajustadas entre 1,0 e 8,0 mW e as velocidades de escrita dos guias variou de 0,1 até 4,0 mm/s. Foi feita a caracterização óptica passiva dos guias fabricados, incluindo a inspeção com microscópio óptico, perdas por inserção e perfil dos modos dos guias. As menores perdas (15,1 dB) foram vistas no guia escrito com potência média de 2 mW e velocidade de 0,1 mm/s para um comprimento de onda 632 nm. O alto valor das perdas é atribuído aos defeitos internos existentes nas amostras estudadas. O ganho óptico medido foi de 2,2 dB/cm para o comprimento de onda de 1490 nm com a presença de um laser de excitação a 800 nm e 13,5 mW, em um guia de 1,0 cm de comprimento na amostra de fluoroindato dopada com túlio.