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Analisi di fattibilità per la fabbricazione di strutture a cristallo fotonico mediante tecniche di laser micromachining

Informazioni tesi

  Autore: Andrea Saccomanno
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi del Sannio
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria delle telecomunicazioni
  Relatore: Andrea Cusano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 204

Negli ultimi 20 anni, gli interessi scientifici di numerosi gruppi di ricerca operanti nei settori della fotonica e, più in generale, dell’elettromagnetismo, si sono concentrati sullo studio dei cristalli fotonici (PhC). I PhC sono strutture dielettriche caratterizzate da variazioni periodiche di indice di rifrazione tali da modificare la propagazione della luce ed, in alcuni casi, indurre fenomeni di risonanza. Infatti, irradiando un cristallo fotonico bidimensionale con un campo diretto normalmente al piano della struttura, è possibile innescare dei fenomeni interessanti detti “Risonanze Guidate”. Tali fenomeni sono interessanti in quando il campo esterno può accoppiarsi con i modi risonanti all’interno della struttura dando luogo ad effetti che, opportunamente ingegnerizzati, possono costituire la base per la realizzazione di dispositivi optoelettronici applicabili nei campi della sensoristica e delle telecomunicazioni. Finora, le risonanze guidate sono state studiate esclusivamente in strutture periodiche (cristalli), ma sarebbe di notevole interesse dimostrare la loro occorrenza anche in strutture caratterizzate da pattern aperiodici (quasi-cristalli). In questo senso, il Wavesgroup e la divisione di Optoelettronica dell’Università del Sannio, hanno dimostrato numericamente, la possibilità di innescare risonanze guidate in strutture aperiodiche. Il presente lavoro nasce dunque dalla necessità di comprovare sperimentalmente i risultati numerici ottenuti. L’obiettivo della tesi è validare una tecnica di fabbricazione per cristalli e quasi-cristalli fotonici basata sul laser micromachining e sull’impiego di polimeri, verranno messi in evidenza i pregi e le limitazioni che tale tecnica presenta e saranno proposte soluzioni al fine di perfezionare la messa a punto della tecnica esaminata.

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Introduzione Negli ultimi 20 anni lo sviluppo di nuove tecnologie ottiche ha accel- erato significativamente. Tali tecnologie generalmente puntano allo sviluppo di sistemi ottici a basso costo, progettati per specifiche ap- plicazioni e per avere dimensioni compatte ma allo stesso tempo ro- bustezza. Un obiettivo primario di molte delle aree di ricerche attuali e` l’integrazione di una varieta` di elementi ottici discreti all’interno di una struttura fotonica planare miniaturizzata (in scala con la lunghez- za d’onda) che permetta di controllare la luce. Cio` comprende strut- ture realizzate a partire da sottili film di materiale dielettrico a basse perdite (guide d’onda) che costituiscono una nuova classe di materiali chiamati cristalli fotonici [1, 2]. I cristalli fotonici sono di fondamentale importanza per il controllo della luce. Essi possono essere visti qualitativamente nei primi lavori di Pur- cell il quale ha notato che radiazioni spontanee possono essere miglio- rate o soppresse posizionando degli atomi in delle cavita` di dimensioni confrontabili con la lunghezza d’onda[3]. Piu` tardi, Kleppner ha sug- 16

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