Produção de guias de onda passivos por meio da irradiação com laser de fs em compósitos baseados em vidros GeO2 PbO para aplicações em fotônica. - Fernandes, Thiago Vecchi (2024)
Este estudo tem como finalidade produzir e caracterizar guias de onda duplos com nanopartícula de prata, usando irradiação com laser de femtosegundos (fs) em amostras vítreas baseadas em GeO2. O trabalho motiva-se em diversos resultados anteriores obtidos pelo grupo com a matriz GeO2 PbO, nos quais a irradiação com laser de fs foi bem sucedida. O trabalho tem como objetivo fabricar diferentes estruturas como, guias retilíneos, guias curvos e guias em Y (usando a configuração de guias duplos) para aplicações em fotônica: anéis ressonantes, divisores de feixes, dentre outros. Fusão, resfriamento brusco e tratamento térmico foram usados para a produção das amostras vítreas. Foi usado feixe de laser de Ti: safira operando em 808 nm com energia de 30 J por pulso, focalizado perpendicularmente à superfície polida da amostra, com sua polarização linear inclinada em 45° em relação à direção do movimento e com o ponto focal posicionado 0,75 mm abaixo da superfície do vidro usando velocidade de 0,5 mm/s. As amostras foram caracterizadas, em 632 nm, por medidas de perdas por propagação, mudança de índice de refração (n), identificação da polarização e fator de qualidade do feixe (M2), em 632 e 1064 nm. Foram produzidos guias duplos, cada um composto por 4 linhas superpostas, separados por uma distância de 10 e 25 m; a distância de 25 m não apresentou resultados satisfatórios e foi usada em poucas configurações. A melhor configuração obtida foi para o guia retilíneo (referência para determinar a perda dos outros guias) com valores de: Mx2 = 3,8 e My2 = 3,1. Para os guias curvos foram utilizados os raios de 5, 10, 20, 40 e 80 mm; para 5 e 10 mm não houve guiamento. Os melhores resultados para M2 e para as perdas por propagação relativas foram obtidos para o guia de 80 mm: Mx2 = 5,4, My2 = 5,2 e 0,84 dB/cm. Foram produzidos guias em Y utilizando ângulo de abertura de 5º e distância entre os braços de 300 e 620 m, com proporção de potência de 50,5/49,5 e de 53,9/46,1 entre eles, respectivamente. A configuração com o braço de 300 m apresentou os melhores resultados para as perdas por propagação relativas e para M2: Mx2 = 6,1, My2 = 4,1 e Mx2 = 5,6, My2 = 4,3 e 0,27 dB/cm. Todas as estruturas apresentaram o mesmo valor em torno de n= 10-3.