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Femtosecond laser writing of nonlinear waveguides in Gorilla® Glass and L-threonine organic crystals

Gustavo Foresto Brito de Almeida Cleber Renato Mendonça

2018

Localização: IFSC - Inst. Física de São Carlos    (Te2589 )(Acessar)

  • Título:
    Femtosecond laser writing of nonlinear waveguides in Gorilla® Glass and L-threonine organic crystals
  • Autor: Gustavo Foresto Brito de Almeida
  • Cleber Renato Mendonça
  • Assuntos: LASER; ÓPTICA NÃO LINEAR; Amino Acid Crystal; Cristal De Aminoácido; Femtosecond Laser; Gorilla Glass; Guia De Onda; Laser De Femtossegundos; Nonlinear Optics; Waveguide
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: Guias de ondas fabricados com pulsos de femtossegundos no volume de materiais são de grande importância para o desenvolvimento de circuitos fotônicos. Devido as altas intensidades, longos comprimentos de interação e forte confinamento, efeitos ópticos não lineares são significativos durante a propagação de pulsos laser em guias de onda. Portanto, é importante buscar novas e melhores plataformas para construir os dispositivos fotônicos, bem como analisar suas propriedades ópticas lineares e não lineares de guiamento. Nesta tese, estudamos a fabricação de guias de onda não lineares em Gorilla Glass (vidro aluminossilicato alcalino) e no cristal orgânico de L-treonina. Inicialmente, estudamos o índice de refração não linear do Gorilla Glass, demonstrando que este apresenta um valor aproximadamente constante, n2 = (3.3 ± 0.6) × 10-20 m2/W, no intervalo espectral de 490 nm até 1,5 µm. Os guias monomodo produzidos no Gorilla Glassapresentaram perdas de transmissão da ordem de (0,35 ± 0,01) dB/mm, as quais são comparáveis às de outros guias em vidros silicatos já reportados. No regime não linear, o pulso guiado apresentou alargamento espectral compatível com o valor determinado para n2, e geração de luz branca. A geração de novas frequências observada se deve aos fenômenos de auto modulação de fase e espalhamento Raman estimulado, ambos associados à não linearidade de terceira ordem do Gorilla Glass. Numa segunda etapa, fabricamos guias de onda do tipo
    casca em cristais orgânicos de L-treonina, afim de explorar sua não linearidade de segunda ordem. Após sua caracterização linear, onde medimos uma perda de guiamento de (0,5 ± 0,1) dB/mm, fomos capazes de obter geração de segundo harmônico guiada, na região do ultravioleta. O guia fabricado apresentou uma eficiência normalizada de conversão de potência de (10.3 ± 0,4) % (MW cm2)-1 e eficiência normalizada de conversão de intensidade aproximadamente quatro vezes maior do que a do cristal em si. Tal aumento foi atribuído à influência da dispersão do guia no casamento de fase, necessário para geração de segundo harmônico. De maneira geral, os resultados apresentados aqui expandem o conhecimento de fabricação de guias de onda com laser de femtossegundos em materiais inorgânicos e orgânicos, bem como de suas propriedades não lineares relevantes para produção de dispositivos
  • Data de criação/publicação: 2018
  • Formato: 100 p.
  • Idioma: Inglês
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