Tese

Direct laser writing of high-Q polymeric microresonators for Photonics (2020)

• Authors:
  • Tomazio, Nathália Beretta
  • Mendonça, Cleber Renato (Orientador)
• Autor USP: TOMAZIO, NATHÁLIA BERETTA - IFSC
• Unidade: IFSC
• Sigla do Departamento: FCM
• DOI: 10.11606/T.76.2020.tde-02062020-084220
• Subjects: FOTÔNICA; RESINAS COMPOSTAS; INTENSIDADE DA LUZ
• Keywords: Fotopolimerização por absorção de dois fótons; Graphene oxide; Micro-ressonadores ópticos; Modos de galeria; Optical microresonators; Óxido de grafeno; Rhodamine B; Rodamina B; Two-photon polymerization; Whispering gallery modes
• Agências de fomento:
  • Financiado pela CAPES
  • Financiado pelo CNPq
  • Financiado pela FAPESP
  • Financiado pelo U.S. Air Force
• Language: Inglês
• Abstract: Micro-ressonadores ópticos têm promovido avanços científicos notáveis devido à sua grande capacidade de confinar a luz em pequenas estruturas dielétricas e às suas singulares características, tais como seletividade de frequências, alta sensibilidade e fácil integração a um grande número de plataformas fotônicas. Em particular, polímeros são materiais atraentes para a confecção de ressonadores uma vez que oferecem flexibilidade estrutural, facilidade de processamento/funcionalização e baixo custo. Entretanto, a fabricação de micro-ressonadores poliméricos de alto fator de qualidade a partir de metodologias simples de fabricação que permitam realizar um ajuste fino das dimensões da estrutura e a sua integração a diferentes plataformas/substratos ainda representa um grande desafio. Neste trabalho, nós demonstramos o potencial da técnica de fotopolimerização por absorção de dois fótons em fabricar micro-ressonadores poliméricos de modos de galeria de alto fator de qualidade, os quais foram dopados com compostos ativos para viabilizar aplicações em Fotônica. Nossos micro-ressonadores foram fabricados a partir de uma resina de base acrílica. Eles são micro-cilindros ocos de 50 μm de diâmetro externo com rugosidade de parede lateral de 1.5 nm, o que os torna adequados para aplicações na faixa espectral de comprimentos de onda do visível e infravermelho. Eles exibem um fator de qualidade de 1×105 para 1550 nm, um alto desempenho atingido a partir de uma única etapa de escrita alaser. Com o intuito de viabilizar operação laser, nós dopamos os micro-ressonadores com rodamina B. A grande amplificação de potência atingida no interior dos micro-ressonadores, combinada à alta eficiência quântica de fluorescência da rodamina B, produz um limiar de ação laser de apenas 12 nJ para a excitação de espaço livre com laser de picossegundos centrado em 532 nm. Além disso, nós investigamos os mecanismos que levam a um efeito de filtragem de modos em micro-ressonadores aos quais nós incorporamos óxido de grafeno. Por meio do cálculo da resposta das ressonâncias aos mecanismos de dissipação nos micro-ressonadores, nós mostramos que as perdas adicionais introduzidas pelo óxido de grafeno contribuem de forma mais significativa para a atenuação de um conjunto de modos. Sobretudo, esse trabalho introduz uma estratégia simples para realizar micro-ressonadores poliméricos de alto fator de qualidade e oferece soluções interessantes que podem ser úteis para o desenho e fabricação de micro/nanodispositivos fotônicos
• Imprenta:
  • Publisher place: São Carlos
  • Date published: 2020
• Data da defesa: 01.04.2020


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Status:

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• ABNT

  TOMAZIO, Nathália Beretta. Direct laser writing of high-Q polymeric microresonators for Photonics. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2020. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-02062020-084220/. Acesso em: 01 abr. 2026.

• APA

  Tomazio, N. B. (2020). Direct laser writing of high-Q polymeric microresonators for Photonics (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-02062020-084220/

• NLM

  Tomazio NB. Direct laser writing of high-Q polymeric microresonators for Photonics [Internet]. 2020 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-02062020-084220/

• Vancouver

  Tomazio NB. Direct laser writing of high-Q polymeric microresonators for Photonics [Internet]. 2020 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-02062020-084220/

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