Fabricação de guias de ondas com pulsos de femtossegundos em vidros não lineares

• Processo: 21/09002-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Cleber Renato Mendonça
• Beneficiário: Eduardo Vinícius Macedo Vieira
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/11283-7 - Fotônica não linear: espectroscopia e processamento avançado de materiais, AP.TEM
• Assunto(s): Óptica não linear Microestruturas Microfabricação Lasers de pulsos ultracurtos Lasers de femtossegundos Microscopia óptica Análise transversal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Microfabricação com pulsos utracurtos | Óptica Não Linear | Processamento de materiais com pulsos ultracurtos

Resumo

Lasers de femtossegundos se destacam por possuírem altíssimas intensidades de pico e larga banda espectral, tornando-os ótimas ferramentas no estudo de fenômenos da óptica não linear. Sob esse ponto de vista, uma de suas aplicações é a construção de microestruturas no interior de determinados materiais vítreos com grande precisão, sem afetar a superfície ou regiões periféricas aos pontos de interesse. Neste projeto, tais estruturas serão guias de onda. Destaca-se que esta área se mostra relevante, visto que o avanço do campo da fotônica revela um futuro favorável ao uso de tecnologias dessa categoria, não só em relação às guias de onda em vidros, mas também no que se refere ao próprio processo de microfabricação por meio de pulsos ultra curtos. Ademais, os sistemas vítreos que aqui serão utilizados (TeO2; NbO2 e B2O3), além de proporcionarem efeitos não lineares merecedores de estudo, constituem uma área de pesquisa ainda em desenvolvimento, demonstrando espaço para contribuições significativas ao paradigma de microestruturas em vidros. Nesse contexto, será utilizado um um laser de femtossegundos de Ti:Safira (50 fs, 800 nm e 5 Mz) focalizado com lentes objetivas de microscópio. A amostra, por sua vez, estará livre para se mover tridimensionalmente em relação ao laser, permitindo controle de onde ocorre o foco. Logo, este processo depende de diversos fatores - como a energia do pulso, a velocidade de varredura do laser e abertura numérica da lente de focalização - que precisam ser mensurados e estudados para conduzir a condições ótimas de fabricação. Não só isso, após geradas, estas estruturas também precisam ser verificadas. Assim sendo, a análise do perfil transversal das guias de onda será efetuada por microscopia (óptica e eletrônica), uma vez que a superfície perpendicular á área irradiada tenha sido devidamente polida. Porém, variando a profundidade onde as guias serão gravadas, podemos determinar e documentar o limite de distâncias onde ainda é possível obter resultados aceitáveis para futuras aplicações em dispositivos ópticos. (AU)