RT info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
T1 3D FS-Laser nanostructuring of YAG crystals: Laboratory experiments and a numerical design of optical waveguides
A1 Díaz García, Inés Meili
A2 Grado En Física
AB En este trabajo de fin de grado se ha realizado un estudio de la fabricaci´on y aplicaci´on de estructuras fot´onicas en 3D en las escalas nanom´etrica y microm´etrica.Concretamente, el estudio se bas´o en el concepto de cristales fot´onicos y en gu´ıas deonda ´opticas microestructuradas como objetivo tecnol´ogico. El proyecto comienzadefiniendo el marco te´orico en el que est´an basadas estas estructuras de inter´es ysus interacciones con factores externos, como puede ser la luz. Para ello, se harecurrido a conceptos te´oricos de estructuras peri´odicas que definen estos objetosfot´onicos y se ha realizado un repaso de definiciones y ecuaciones relacionadas tantocon el ´ambito del Electromagnetismo como con el de la ´ Optica. Adem´as, se haestudiado en detalle la t´ecnica experimental desarrollada para la fabricaci´on de unpatr´on peri´odico con nanoporos huecos en el material mediante la irradiaci´on l´aserde pulsos de femtosegundos. Durante este trabajo, el material utilizado fue el cristalde YAG. (“yttrium aluminium garnet”). Para lograr esto fue necesario el uso de diversosdispositivos tecnol´ogicos como un l´aser de femtosegundos, un “pulse-picker”,un sistema de nanoposicionamento 3D controlado por ordenador, un microscopio´optico, un microscopio de electrones, una m´aquina de pulido ´optico, infraestructurasde grabado qu´ımico h´umedo y adem´as, herramientas de simulaci´on num´ericas(software comercial del BandSOLVE).Una vez estudiada la t´ecnica de nanolitograf´ıa para la obtenci´on de nanoporos,se procedi´o a la elaboraci´on de experimentos con la ayuda de la estudiante de tesisdoctoral PhD, Franzette Paz Buclatin. El objetivo era llevar a cabo un estudio sobrelas caracter´ısticas de esta t´ecnica de litograf´ıa basada en una t´ecnica descubierta porel tutor Dr. R´odenas. Por tanto, se realiz´o un an´alisis para estudiar la dependenciade la longitud de poros y su forma y tama˜no transversal submicrom´etricos en funci´onde diferentes par´ametros del proceso de fabricaci´on como: el ritmo de repetici´on dell´aser, energ´ıa de pulso o velocidad de escritura del l´aser. Para alcanzar este objetivose hizo uso del programa de procesamiento de im´agenes ImageJ. En este ´ultimo casofue necesario recurrir a servicios adicionales como el SEGAI para la utilizaci´on delmicroscopio electr´onico de barrido.Adem´as, durante este proyecto, tambi´en se utiliz´o el software BandSOLVE RSOFT.La aplicaci´on de este software permiti´o poner en pr´actica los conocimientos te´oricossobre estructuras peri´odicas en un sencillo marco de simulaci´on num´erica. De estamanera, fue posible realizar una optimizaci´on de una red hexagonal con el objetivode obtener las caracter´ısticas m´as adecuadas para el dise˜no y estudio de una gu´ıa deondas fot´onica, desde el rango del UV hasta el IR en el espectro electromagn´etico. Elrango electromagn´etico de inter´es fue limitado al rango de transparencia del YAG,desde aproximadamente 250 nm (UV) hasta 5000 nm (mid-IR), para lo cual se tuvosiempre en cuenta la dispersi´on del ´ındice de refracci´on del cristal.
YR 2022
FD 2022
LK http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/29110
UL http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/29110
LA es
DS Repositorio institucional de la Universidad de La Laguna
RD 21-nov-2024