Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές

• Κύριος συγγραφέας: Μπατζάκα, Θεοδώρα
• Άλλοι συγγραφείς: Βάϊνος, Νικόλαος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Μικροεπεξεργασία με λέιζερ; Ολογράμματα ασφαλείας; Χρωματισμός με λέιζερ; Επιφανειακή μικροδόμηση; Οπτικοί κυματοδηγοί; Laser material microprocessing; Surface microstructuring; Laser coloring; Structural colors; Soft lithography; Nanoimprint lithography; Optical waveguides; Computer generated hologram; Holographic marking; Holographic authentication; 681.2

Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία ειδίκευσης πραγματοποιήθηκε στο τμήμα Επιστήμης των Υλικών - Πανεπιστήμιο Πατρών, στα πλαίσια των απαιτήσεων του προγράμματος ΠΜΣ Επιστήμης Των Υλικών. Η εργασία αυτή, πραγματεύεται την ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με χρήση τεχνικών λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές. Πιο συγκεκριμένα, στα πλαίσια της ερευνητικής εργασίας αναπτύχθηκαν οπτικοί κυματοδηγοί, με χρήση τεχνικών λέιζερ και λιθογραφίας (Soft Lithography, Nanoimprint Lithography),στα υλικά OrmoStamp® και mr-I 9030M του οίκου Microresist Technology και αναπτύχθηκε οπτική διάταξη για τον έλεγχο κυματοδήγησης τους. Στο δεύτερο μέρος κατασκευάστηκαν και χαρακτηρίστηκαν επιφανειακές μικροδομές και δυαδικά ολογράμματα σε μέταλλα, με τη χρήση Ytterbium Pulsed Fiber Laser μήκους κύματος εκπομπής τα 1064 nm. Οι μικροδομές είχαν σαν αποτέλεσμα τον χρωματισμό και ιριδισμό της επιφάνειας των μετάλλων. Όσον αφορά τον χρωματισμό των μετάλλων που πραγματοποιήθηκε σε ανοξείδωτο ατσάλι, χαλκός, χρυσός, η μελέτη και ο χαρακτηρισμός τους έδειξαν ότι πρόκειται για ένα συνδυαστικό φαινόμενο, του οξειδίου και της μικροδομής που δημιουργούνται στην επιφάνεια τους. Ενώ στην περίπτωση ιριδισμού της επιφάνειας το φαινόμενο αυτό, είναι αποτέλεσμα της μικροδομής που δημιουργείται. Για τον χαρακτηρισμό τους, χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές μικροσκοπίας (οπτικό μικροσκόπιο και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης - SEM/EDS), φασματοσκοπίας (Reflectance UV-Vis, χρήση οργάνου Theta Metrisis, XRD). Τέλος, δημιουργήθηκαν δυαδικά ολογράμματα σχεδιαζόμενα σε υπολογιστή με χρήση των υπολογιστικών προγραμμάτων Holomaster® και VirtualLab® και έγινε η αποτύπωσή τους (με χρήση Fiber Laser) σε υλικά όπως ανοξείδωτο ατσάλι και ορείχαλκος υλικό. Οι δομές μελετήθηκαν με οπτικό μικροσκόπιο και SEM και η αναπαραγωγή/ανακατασκευή τους έγινε με χρήση λέιζερ He-Ne (λ=633nm) και λέιζερ Νd:YAG (2ω λ=532nm). Η παρούσα εργασία απέδειξε ότι τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης οδηγούν σε νέες εφαρμογές φωτονικής, επεκτείνοντας την επεξεργασία πληροφοριών στις περιοχές της κωδικοποίησης ασφαλείας και πιστοποίησης αυθεντικότητας.