Nanopartículas em vidros óxidos e calcogenetos: não linearidades ópticas e fabricação de guia de onda com pulsos de femtossegundos

Resumo

O estudo de processos ópticos não lineares, embora ainda seja uma área em pleno desenvolvimento, vêem recebendo muita atenção devido ao seu interesse tanto para a geração de novas tecnologias quanto para o entendimento de aspectos básicos da interação da luz com a matéria. Neste contexto, este projeto de doutorado visa o estudo das propriedades ópticas não lineares e a produção de guias de onda tridimensionais em materiais vítreos, utilizando pulsos de femtossegundos. Numa primeira etapa do projeto, pretendemos estudar a resposta óptica não linear refrativa e processos de absorção multi-fotônica, espectralmente abrangentes (450 nm - 1700 nm), em vidros germanatos e teluretos. Esses sistemas vítreos (XO2- Bi2O3 - PbO com X = Te e Ge), em princípio, devem apresentar elevadas não linearidades ópticas devido a presença de íons altamente polarizáveis e por possuírem matrizes com alto índice de refração. Pretende-se investigar a correlação entre características estruturais das amostras e suas respostas não lineares e, a partir desta análise, identificar a composição e o intervalo de frequencias em que o material apresenta melhor desempenho para aplicações em dispositivos fotônicos.Numa segunda etapa do projeto, pretendemos utilizar pulsos de femtossegundos para estudar processos de microfabricação e microestruturação, induzidos através de interações não lineares, em matrizes vítreas. Neste contexto, serão determinadas as condições ótimas para microfabricação, visando a produção de guias de ondas. Neste tópico serão utilizados tanto os vidros germanatos e teluretos, cujas propriedades não lineares serão previamente estudadas, quanto vidros dopados com Tb ((B2O3-CaO-Li2O):Tb4O7), os quais devem apresentar propriedades magneto-ópticas. A partir desses estudos, pretendemos produzir guias de onda tridimensionais dentro do volume do vidro, num primeiro passo para a produção de dispositivos fotônicos integrados.