Redes de difracção em filmes fotopolimerizáveis para comunicações ópticas

Abstract

O presente trabalho de dissertação tem por objectivo o estudo e desenvolvimento de elementos ópticos difractivos, de baixo custo, que possam ser utilizados como multiplexadores/desmultiplexadores em sistemas de comunicações ópticos. Os elementos ópticos difractivos desenvolvidos foram gravados através de processos interferométricos, utilizando um adesivo óptico fotopolimerizável como suporte de registo. Inicialmente, foi estudado o processo de deposição deste adesivo em substratos de vidro, através da técnica de deposição por rotação do substrato, de modo a obter filmes uniformes e de espessura controlada. Os filmes foram posteriormente curados numa câmara de radiação ultravioleta. Após o processo de cura, foram caracterizados através de medidas de perfilometria e da técnica de acoplamento por prisma, de modo a determinar a sua espessura e índice de refracção. Seguidamente, foram registadas redes de difracção através da exposição dos filmes a um padrão de interferência de radiação ultravioleta. As redes de difracção produzidas foram analisadas recorrendo a microscopia de força atómica, de forma a caracterizar a estrutura física da rede. Na caracterização dos sinais difractados foram obtidas eficiências de difracção até 3,9 %. Por fim, foi demonstrada a utilização destas redes de difracção de baixo custo para desmultiplexagem de um sinal óptico.

ABSTRACT: This work aims the study and development of low cost optical diffractive elements that can act as optical multiplexers/demultiplexers, in optical communication systems. The optical diffractive elements were recorded through interferometric procedures, using a photopolymerizable optical adhesive as recording media. Initially, it was studied the deposition method of this adhesive on glass substrates, in order to obtain uniform and with controlled thickness films. These films were subsequently cured using an ultraviolet chamber. After the cure process, they were characterized through profilometry and prism coupling technique, in order to determine its thickness and refractive index. Diffraction gratings were recorded by the exposure of the films to an ultraviolet interference pattern. The produced transmission gratings were analyzed through atomic force microscopy, in order to characterize the physical structure of the grating. The diffraction characterization gave diffraction efficiencies up to 3.9 %. Finally, it was demonstrated the use of these low cost gratings to demultiplex an optical signal.