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Modelagem e fabricação de modulador em óptica integrada baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro (2017)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: LIMA, BRUNO LUÍS SOARES DE - EP
  • USP Schools: EP
  • Subjects: SENSORES ÓPTICOS; DISPOSITIVOS ÓPTICOS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; MATERIAIS MAGNÉTICOS; FABRICAÇÃO (MICROELETRÔNICA)
  • Language: Português
  • Abstract: O trabalho de doutorado teve como objetivo desenvolver um modulador óptico baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro. A modelagem e simulação do dispositivo foi realizada utilizando software com cálculo por método dos elementos finitos (MEF) e teve como finalidade auxiliar iterativamente os processos de projeto e fabricação do modulador. A originalidade da proposta baseia-se na construção de um guia de onda em óptica integrada recoberto por um filme magnetostrictivo para permitir a modulação , via efeito elasto-óptico, da onda guiada pela aplicação de campos magnéticos externos. O campo magnético aplicado provoca a deformação o material magnetostrictivo que induz uma modificação no perfil de esforço aplicado ao substrato. O substrato tem suas propriedades ópticas alteradas devido ao efeito elasto-óptico, o que provoca mudanças nas propriedades da luz transmitida. O trabalho tem seu início com o estudo e a caracterização de filmes magnetostrictivos de Tb25F275 e Tb23Co77 depositados por sputtering sobre substratos de silício. Uma técnica para preparação das amostras e medição da magnetostricção foi estabelecida e os coeficientes de magnetostrição dos filmes foram determinados a partir das medições diretas dos deslocamentos das amostras, em função dos campos magnéticos aplicados, utilizando a técnica de Atomic Force Microscopy (AFM). Os resultados experimentais obtidos permitiram a realização de simulações por MEF para verificação dos modos de guiamento da luz gerados pelo perfil de esforços induzidos termicamente no processo de deposição do filme magnetostrictivo sobre substrato de B12GeO4 (BGO). Foi modelado e simulado também o efeito da aplicação do campo magnético sobre o guia óptico obtido inicialmente pelo efeito de esforço térmico. No resultado das simulações foipossível verificar as alterações do índice de refração efetivo e da intensidade óptica do modo guiado em função de campos magnéticos aplicados ao modulador. Ao final do trabalho realizaram-se a fabricação de alguns protótipos. Os resultados das caracterizações dos moduladores construídos permitirão, no futuro, ajustar os modelos de simulação elaborados.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 16.10.2017
  • Acesso online ao documento

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    EPBC31200051028FT-3843 versão corr.
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    • ABNT

      LIMA, Bruno Luis Soares de; SANTOS, Josemir Coelho. Modelagem e fabricação de modulador em óptica integrada baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-22022018-140406/pt-br.php >.
    • APA

      Lima, B. L. S. de, & Santos, J. C. (2017). Modelagem e fabricação de modulador em óptica integrada baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-22022018-140406/pt-br.php
    • NLM

      Lima BLS de, Santos JC. Modelagem e fabricação de modulador em óptica integrada baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-22022018-140406/pt-br.php
    • Vancouver

      Lima BLS de, Santos JC. Modelagem e fabricação de modulador em óptica integrada baseado em filme magnetostrictivo para aplicação como magnetômetro [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-22022018-140406/pt-br.php