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  1. Resumo aula anterior Apresentação de Jhonas sobre Modulação Eletro-óptica • Modulação • Eletromecânica – chopper • Eletro-óptica • EfeitoPockel • Efeito Kerr • Magneto-óptica • Efeito Faraday • Magneto-Kerr • Acusto-óptica. Elasto-óptica • Reflexão de Bragg, célula de Bragg • Xstal de quartzo, PZT • Fotolitografia. • Litografia • Visitaao Lab Avançado, observardiferentestipos de efeitosenvolvidosemdispositivos de modulaçãoóptica. Demonstração de comunicaçõesutilizandoefeito Faraday. dispoptic 2013 20130610

  2. Aula de Hoje • Mais algumas sobre modulação óptica • Litografia e processos litográficos • Alguns dispositivos integrados • MEMS E MOEMS • Sala limpa dispoptic 2013

  3. Eletro-óptico Pockel e Kerr Pockel Kerr dispoptic 2013

  4. Magnetooptical Kerr Effect = MOKE dispoptic 2013

  5. O passo a passo da litografia • Ver em: http://www.ee.byu.edu/cleanroom/lithography.phtml e procurar por Basic Lithography Tutorial é um java script com animação. dispoptic 2013

  6. SPM lithography dispoptic 2013

  7. dispoptic 2013

  8. dispoptic 2013

  9. Litografia de imersão Limite de resolução para litografia é usando a eq de Rayleigh: W é a largura da linha impressa. Onde k1 é o fator de resolução, l é o comprimento de onda da radiação de exposição e NA é a apertura numérica. A colocação de água aumenta a NA (nsenq) dispoptic 2013

  10. Litografia de imersão dispoptic 2013

  11. Imersão dispoptic 2013

  12. Existem vários tipos de processos litográficos • Feixe de elétrons com MEV • EUV => UV Distante • SPL => ScanningProbeLithography • Raio-X • Mas....... dispoptic 2013

  13. dispoptic 2013

  14. dispoptic 2013

  15. dispoptic 2013

  16. dispoptic 2013

  17. dispoptic 2013

  18. dispoptic 2013

  19. dispoptic 2013

  20. dispoptic 2013

  21. Independente da forma como é realizada.... • Observar o produto final objetivo dos efeitos que desejamos dispoptic 2013

  22. Óptica integrada e Materiais Fotônicos • Desenvolvimento de dispositivos ópticos miniaturizados, em escala de micro – nano, de alta funcionalidade sobre substratos. • Nesta área é possível distinguir: • Circuitos ópticos integrados. A luz é confinada em guias de onda de filmes finos, depositados ou cavados no substrato (vidro, xstal dielétrico, semicondutor). • Dispositivos ópticos planares dispoptic 2013

  23. Canais de guia de onda fio de cobre As guias de onda são feitas por deposição de material sobre o topo do substrato e posteriormente atacado quimicamente para retirar o resto do material. Pode ser ao contrário tb, Fazendo os sulcos por ataque químico e posteriormente preenchido com material da guia de onda Condições: índice de refração maior na guia do resto do material. dispoptic 2013

  24. Outra guia de onda dispoptic 2013

  25. Guia de onda em LiNbO3 • Tiras de Ti depositado no padrão de guia de onda desejado sobre substrato de LiNbO3 puro • Aquecimento => difusão • Obtenção de guia de onda semicircular dispoptic 2013

  26. Phase Shifter A mudança de fase vem unicamente do efeito Pockels, campo elétrico provocado através dos dois fios de ouro, que fazem a mudança do índice de refração. Tem sido obtidos moduladores de até 40Gb/s. dispoptic 2013

  27. SAW = Surface Acoustic Wave Dispositivos acusto-ópticos são fabricados por processos fotolitográficos Tipicamente consiste de dois conjuntos de transdutores interdigitais. Um transdutor converte a energia do sinal elétrico em energia mecânica ondulatória. O outro transdutor faz o processo reverso. dispoptic 2013

  28. Diferentes arranjos dos eletrodos IDT =InterDigital Transducer dispoptic 2013

  29. SAW dispoptic 2013

  30. SAW+fibra = demux = dispositivo integrado Conversor de polarização acusto-óptico dispoptic 2013 http://fb6www.uni-paderborn.de/ag/ag-sol/research/acousto/convert.htm

  31. Filtros TE e TM Y2O3 = 17nm Al = 100nm Comprimento = 1,5mm extinção 20dB TM e 0,5dB atenuação TE Troca de Li por H Região H aumenta ne no diminui TE se acopla na região H, extinção 25dB TM atenua 1dB dispoptic 2013

  32. Materiais eletro-ópticos dispoptic 2013

  33. dispoptic 2013

  34. Dispositivos • Podem ser fabricados sobre substratos planares usando processos litográficos comuns e tecnologia de filmes finos. • Litografia por feixe de elétrons ou por laser • Métodos epitaxiais para fabricação de fontes, detectores e circuitos opto-eletrônicos. • AsGa, Si, InP ramificação dispoptic 2013

  35. Acoplamentos Acopladores direcionais como ramificadores por acoplamento de ondas evanescentes entre acopladores adjacentes Acoplador por reflexão de Bragg dispoptic 2013

  36. Chaveamento Interferômetro Mach-Zehnder Aquecedor (ms) ou onda acústica (piezo) (ms) ou sinal elétrico num dos braços dispoptic 2013

  37. Outro tipo de chaveamento dispoptic 2013

  38. MZI com filtro de Bragg dispoptic 2013

  39. Algumas aplicações • Filtros • MUX/DEMUX • Chaveadores • Amplificadores ópticos • Acopladores dispoptic 2013

  40. O que transferir e como Meta com óptica integrada dispoptic 2013

  41. Materiais dispoptic 2013

  42. Materiais dispoptic 2013

  43. Componentes fotônicos integrados dispoptic 2013

  44. Mais componentes fotônicos dispoptic 2013

  45. Filtro sintonizável com SAW dispoptic 2013

  46. EDFA integrado dispoptic 2013

  47. Outros processos dispoptic 2013

  48. Comparando duas formas de fazer litografia dispoptic 2013

  49. Escrita direta com laser • Spot ~1 - 5um • Tightly Focuses, modulated He-Cd or Argon-ion laser scanned across photresists surface • Up to 256 phase levels • Serial Process • Difficult to accurately transfer structure into substrate • Direct ablation of polyimide layer on substrate using an excimer laser is also possible • Pattern can be transferred to a VHOE by processing in a 4f optical processor. dispoptic 2013 VHOE(volume holographicopticalelement)

  50. Processo de photoresist para litografia dispoptic 2013