Resumo da aula passada

1. Resumo da aula passada • Introdução sobre fenômenos físicos que apresentam mudança de índice de refração induzidos pela luz. • Materiais fotosensitivos • Defeitos em sólidos, defeitos pontuais, centros de cor • Fotoexpansão - fotocontração • Rede de Bragg, fabricação e propriedades • Algumas aplicações de redes de Bragg em fibras ópticas e em sistemas planares Dispoptic 2010

2. Ainda mais um pouco sobre rede Bragg Tipos de redes em fibras. (a) Rede de Bragg em fibra, (b) Rede de período longo, (c) Rede trinada- mistura de período longo com curto, (d) Rede inclinada ou deitada, (e) Rede de teste. λB = 2neffΛ Dispoptic 2010

3. Óptica Integrada • Moduladores ópticos • Litografia • Óptica integrada • Visita Oficina de fotolitos e circuitos impressos Dispoptic 2010

4. Modulação • Modular = informação + portador eletrônico ou óptico • Sinais em comunicações normalmente possuem duas componentes: • O sinal próprio da informação • O sinal da portadora • Como modular, o quê modular? • Portador: Exemplo básico de modulação: Embrulhar a “cola” num lápis e jogar Passar uma “cola” Jogar, seria o ato de transmitir a informação A “cola”é a informação e o lápis vem a ser a portadora ADVERTÊNCIA !!!!! O MEC RECOMENDA NÃO FAZER USO DESTE EXEMPLO, POIS IMPLICA GRAVES CONSEQUENCIAS NO SEU DESEMPENHO CURRICULAR Dispoptic 2010

5. Modem => Modulação – Demodulação Dispoptic 2010

6. Modulação A onda com alta freqüência (e.g. luz) é normalmente a portadora do sinal da informação (e.g. voz). i.e. o sinal da informação se superpõe com a portadora. A portadora é um meio para transmitir a informação a alta freqüência. Normalmente uma única freqüência. Suponhamos então uma portadora com amplitude A, freqüência F e fase P, representada por a(t) = A sin(Ft + P) Modular a onda significa alterar algum parâmetro da eq acima • Amplitude A (AM) • Freqüência F (FM) • Fase P (PM) Dispoptic 2010

7. http://www.williamson-labs.com/480_mod.htmModulação linear .. Num sistema linear de duas senoides uma se sobrepõe à outra e não são afetadas, não é gerada uma nova freqüência, exceto a coerência da fase. F1 F2 Normalmente sinal com F1 tem freqüência bem menor que a portadora F2 Voz (informação) Audio  20Hz a 20KHz Radio AM  550-1600 KHz FM  88 MHz-108 MHz TV  52-88 MHz (canais 1-6) 174-216 MHz (canais 7-12) 470-900 MHz (UHF) Portadoras: sinais de microondas e satélite são da ordem de vários GHz Sinais em fibra óptica no infravermelho são da ordem de 200-300 THz.  F1 + F2  Dispoptic 2010

8. Exemplo AM informação portadora Portadora acompanha a amplitude da informação Dispoptic 2010

9. Modulação em amplitude Dispoptic 2010

10. FM A freqüência da portadora varia em torno da freqüência principal,no entanto a amplitude do sinal da informação permanece cte. Dispoptic 2010

11. PM A fase modulada é uma forma de freqüência modulada em que a qtde de mudança de freqüência da portadora é proporcional à freqüência e amplitude do sinal que está sendo modulado Dispoptic 2010

12. E a codificação do sinal?Que nem sinal de TV a cabo ou comunicações estratégicas Dispoptic 2010

13. Dispositivos para modulação • Eletromecânico – chopper (disco recortado) • Eletro-óptico – célula de Kerr • Magneto-óptico - Faraday • Acusto-óptico – célula de Bragg • Elasto-óptico – xstal de quartzo – piezoeletricidade • Tipos: • Massivos, para serem montados em bancada óptica • Integrados, ocupam pouco espaço de forma a utilizar sistemas pequenos Dispoptic 2010

14. Modulador eletromecanico-Chopper Dispoptic 2010

15. Modulação em espectroscopia Dispoptic 2010 http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/electron/instrum/graphics/lock-in.gif

16. Scanning Photo-induced Impedance Microscopy (SPIM) Dispoptic 2010 http://www.cmr.qmul.ac.uk/cmrresearchabstract.php?rid=92

17. http://www.wam.umd.edu/~toh/models/lockin.html Dispoptic 2010

18. Efeito eletro-óptico • Mudança do índice de refração proporcional ao campo elétrico aplicado. Dn = variação do índice de refração n0 = índice de refração não perturbado (sem campo) r é elemento de tensor eletro-óptico do cristal ou constante de Pockel Dispoptic 2010

19. Modulador eletro-óptico integrado http://www.creol.ucf.edu/Academics/Courses/CourseDetail/OSE6432.aspx Dispoptic 2010

20. Operation Principle of Polymer-Dispersed Liquid Crystal (PDLC) Dispoptic 2010 http://www.nhk.or.jp/strl/open98/4-5/pdlc-e.html

21. Célula de Kerr – eletro-óptico Dispoptic 2010

22. Efeito Faraday – magneto-óptico Sinal de modulação no campo magnético Dispoptic 2010

23. Acusto-óptico célula de Bragg Dispoptic 2010

24. Elasto-óptico quartzo piezo-elétrico • Site da Hinds: http://www.hindsinstruments.com/PEM_Components/Technology/principlesOfOperation.aspx Dispoptic 2010

25. Fotolitografia Dispoptic 2010

26. Fotolitografia • Ref.: http://www.ece.gatech.edu/research/labs/vc/theory/photolith.htmlhttp://britneyspears.ac/physics/fabrication/photolithography.htmhttp://gedabr.projetos.etc.br/article/articleview/13/1/3 • Foto+lito+grafia = luz+pedra+escrita • É o processo utilizado comumente para elaboração de placas de circuitos impressos, com a idéia de dar suporte mecânico e interligação elétrica entre componentes eletrônicos (resistores, capacitores, CI’s, soquetes, fontes, etc). • Utilização de layout • Processos: • Subtrativo. Placa cobreada. • Aditivo. Placa não cobreada. • Fotoresist: • Positivo • Negativo Dispoptic 2010

27. Diferentes formas de impressão do layout da mascara Dispoptic 2010

28. Impressão do layout Dispoptic 2010

29. Litografia • Referências: • Will Childs, Keon Lee, Svetlana Mitrovski, Lindsay Elliott, John Rogers, and Ralph Nuzzo - An Overview of Soft-Lithographies for Materials Patterning and Device Fabrication- University of Illinois at Urbana-Champaign • R. B. Darling - Photolithography.pdf Dispoptic 2010

30. Introdução • O mesmo principio utilizado na fotolitografia é usado para a produção de circuitos integrados eletrônicos e circuitos opto-integrados (fotônicos, óptica integrada). Deixar impresso o layout desejado, através de algum meio, sobre um substrato. Dispoptic 2010

31. Vários meios para fazer litografia • Fotolitografia – o mais comum na produção de placa de circuito impresso • Feixe de elétrons – microscópio eletrônico de varredura • Feixe de raios-X • Holografia – espelho de Lloyd e outros • Feixe de íons – acelerador de partículas • Microusinagem (ferramentas diamantadas) • SPM (Scanning Probe Microscopy) • Litografia de imersão Dispoptic 2010

32. Dispoptic 2010

33. Recobrimento de filme fotoresist por spinner Dispoptic 2010

34. Recobrimento de filme após várias revoluções Dispoptic 2010

35. Alinhamento e possíveis uso do fotoresist positivo e negativo Dispoptic 2010

36. Dispoptic 2010

37. Etching Dispoptic 2010

38. Lift-off Dispoptic 2010

39. O passo a passo da litografia • Ver em: http://www.ee.byu.edu/cleanroom/lithography.phtml e procurar por Basic Lithography Tutorial é um java script com animação. Dispoptic 2010

40. SPM lithography Dispoptic 2010

41. Dispoptic 2010

42. Dispoptic 2010

43. Litografia de imersão Limite de resolução para litografia é usando a eq de Rayleigh: Onde k1 é o fator de resolução, l é o comprimento de onda da radiação de exposição e NA é a apertura numérica. A colocação de água aumenta a NA (nsenq) Dispoptic 2010

44. Litografia de imersão Dispoptic 2010

45. Evolução da largura de linha mínima e l • O fator de resolução k1 é um fator complexo que depende de várias variáveis no processo de fotolitografia: qld do fotoresist, técnicas de melhoramento da resolução, tipo de mascaras, tipo de iluminação, entre outros. Dispoptic 2010

46. AMD Iniciará Produção em Massa de Processadores de 45 nm 0 Posted on May 27, 2009 by wagner Dispoptic 2010

47. Evolução de NA e k1 Laser de ArF=> 193 nm Dispoptic 2010

48. Imersão Dispoptic 2010

49. Visita à oficina de circuitos impressos • Observação de diferentes processos para obtenção de placas de circuito impresso no IFSC. Um passo prévio para realizar litografia. Dispoptic 2010

50. Próxima aulaMateriais Fotônicos Dispoptic 2010