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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2014.tde-30122014-113909
Document
Author
Full name
Mauricio Eiji Camilo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Kassab, Luciana Reyes Pires (President)
Alayo Chávez, Marco Isaías
Wetter, Niklaus Ursus
Title in Portuguese
Produção de Interferômetros Mach-Zehnder utilizando guias de onda do tipo pedestal e filmes finos de Bi₂O₃-WO₃-TeO₂ para aplicações em sensores ópticos integrados.
Keywords in Portuguese
Filmes finos
Guias de onda
Interferômetro Mach-Zehnder
Pedestal
Sensores ópticos
Abstract in Portuguese
Neste trabalho foram produzidos Interferômetros Mach-Zehnder (IMZ) a partir de guias de onda do tipo pedestal com filmes finos de Bi₂O₃-WO₃-TeO₂ (BWT) como camada de núcleo para aplicações em sensores ópticos integrados. A influência dos parâmetros e dos materiais utilizados nas etapas de processo foi verificada. Os valores de índice de refração efetivo e coeficiente de absorção em função do comprimento de onda foram obtidos para os filmes finos BWT. Os guias de onda pedestais foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura, medidas de perda por propagação e perfis de campo próximo em 633 nm e 1050 nm. Os valores mínimos obtidos nas perdas por propagação foram de ~1,5 dB/cm em 633 nm e 3,0 dB/cm em 1050 nm. As medidas de perfis de campo próximo mostraram que guias de onda com larguras superiores a 7 m apresentaram comportamento multimodo. Foram obtidos IMZs que apresentaram guiamento de luz por toda a estrutura, com comportamento multimodo. Sensores ópticos de pressão e temperatura foram produzidos. A fabricação de diafragmas através do processo de corrosão úmida do silício é apresentada no sensor de pressão. Sensores ópticos de temperatura foram produzidos com filamentos metálicos. As cavidades ópticas não foram obtidas nesse sensor. A potência de luz na saída dos sensores de temperatura foi medida em função da diferença de potencial aplicada no filamento metálico. Os resultados apresentados mostram que guias de onda do tipo pedestal produzidos com núcleo de BWT são promissores para aplicações em sensores ópticos integrados.
Title in English
Production of Mach-Zehnder Interferometer using pedestal type optical waveguides and Bi₂O₃-WO₃-TeO₂ thin films for applications in integrated optical sensors.
Keywords in English
Mach-Zehnder Interferometer
Optical sensors
Pedestal
Thin films
Waveguides
Abstract in English
In this work Mach-Zehnder Interferometers (MZI) were produced from the pedestal-type waveguides with Bi₂O₃-WO₃-TeO₂ (BWT) thin films as the core layer for applications in integrated optical sensors. The influence of the parameters and materials used in the process steps was verified. The values of the effective refractive index and absorption coefficient as a function of wavelength were obtained for the BWT thin films. The pedestal waveguides were characterized by Scanning Electron Microscopy, by propagation loss measurements and near-field profiles at 633 nm and 1050 nm. The minimum values obtained by propagation losses were ~ 1.5 dB/cm at 633 nm and 3.0 dB/cm at 1050 nm. The measures of near-field profiles showed that waveguides with widths larger than 7 m presented multimode behavior. The MZIs obtained presented guiding light through the structure, with multimode behavior. Optical pressure sensors and temperature sensors were produced. The production of diaphragms using the wet etching process of silicon is presented on the pressure sensor. Optical temperature sensors were made with metallic filaments. Optical cavities were not obtained in this sensor. The light power in the output of the temperature sensors was measured as the voltage applied to the metal filament. The results show that the waveguides produced with pedestal-type and BWT thin films as core layer are promising for applications in integrated optical sensors.
 
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Publishing Date
2015-01-07
 
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