Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές
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 λέιζ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2018
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/11793 |
| id |
nemertes-10889-11793 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
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 |
| spellingShingle |
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 Μπατζάκα, Θεοδώρα Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές |
| description |
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. |
| author2 |
Βάϊνος, Νικόλαος |
| author_facet |
Βάϊνος, Νικόλαος Μπατζάκα, Θεοδώρα |
| format |
Thesis |
| author |
Μπατζάκα, Θεοδώρα |
| author_sort |
Μπατζάκα, Θεοδώρα |
| title |
Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές |
| title_short |
Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές |
| title_full |
Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές |
| title_fullStr |
Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές |
| title_full_unstemmed |
Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές |
| title_sort |
ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/11793 |
| work_keys_str_mv |
AT mpatzakatheodōra anaptyxēoptikōnkymatodēgōnkaiepiphaneiakōnmikrodomōnmetechnikesleizerkainanoektypōsēsgiaphōtonikesepharmoges |
| _version_ |
1771297134466826240 |
| spelling |
nemertes-10889-117932022-09-05T04:59:59Z Ανάπτυξη οπτικών κυματοδηγών και επιφανειακών μικροδομών με τεχνικές λέιζερ και νανοεκτύπωσης για φωτονικές εφαρμογές Μπατζάκα, Θεοδώρα Βάϊνος, Νικόλαος Κουρής, Στυλιανός Βάϊνος, Νικόλαος Αλεξανδρόπουλος, Δημήτριος Mpatzaka, Theodora 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. The present postgraduate diploma thesis was implemented at the Department of Materials Science - University of Patras, as a part of the requirements of the Programme of Graduate Studies in Materials Science. The work concerns the development of optical waveguides and surface microstructures, by use of laser and nanoimprinting methods, for photonic applications. In particular in this framework optical waveguides were developed by use of soft lithography and nanoimprinting using OrmoStamp® and mr-I 9030M of Microresist Technology and it was also developed an optical system for testing the waveguiding. In the second part of this work there were processed surface micorstructures and binary computer generated holograms in metal substrates by use of Yb pulsed fiber laser at 1064nm. The microstructures resulted in coloration and iridescence of the metal surfaces. The coloration of metals developed in copper, gold were characterized and studied showed that it is a combined phenomenon based on the oxidization and the microstructure of the surfaces. In the case of iridescence the effect is a result of the microstructure created. For the characterization, we used optical and scanning electron microscopy/EDS and UV-Vis spectrophotometry in reflectance mode by use of Theta metrisis, as well as XRD. Finally binary computer generated holograms by use of HOLOMASTER and VirtualLab software and etched by use Yb Fiber laser in materials such as stainless steel and bronze. They were also studied by optical microscope and SEM and reconstructed optically by using a HeNe laser (633nm) and an Nd YAG laser (2ω-532nm). It is evidenced that laser techniques and nanoimpinting lead to novel applications of photonics, expanding information processing to areas of security encoding and authentication. 2018-12-03T08:49:10Z 2018-12-03T08:49:10Z 2017-11-27 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11793 gr 0 application/pdf |
