resumo da aula passada
DESCRIPTION
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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Dispoptic 2010 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:
Passar uma “cola” Embrulhar a “cola” num lápis e jogar
A “cola”é a informação e o lápis vem a ser a portadora Jogar, seria o ato de transmitir
a informaçãoADVERTÊNCIAADVERTÊNCIA !!!!!
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.htm Modulação linear
..
F1
F2
F1 + F2
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.
Normalmente sinal com F1 tem freqüência bem menor que a portadora F2
Voz (informação) Audio 20Hz a 20KHzRadio AM 550-1600 KHz
FM 88 MHz-108 MHzTV 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 GHzSinais em fibra óptica no infravermelho são da ordem de 200-300 THz.
Dispoptic 2010 8
Exemplo AM
informação
portadora
Portadora acompanha a amplitude da informação
Dispoptic 2010 9
Modulação em
amplitude
Dispoptic 2010 16
FM
A freqüência da portadora varia em torno da freqüência principal,no entanto a amplitude do sinal da informação permanece cte.
Dispoptic 2010 17
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 19
E a codificação do sinal?
Que nem sinal de TV a cabo ou comunicações
estratégicas
Dispoptic 2010 20
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 21
Modulador eletromecanico-Chopper
Dispoptic 2010 22
Modulação em espectroscopia
http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/electron/instrum/graphics/lock-in.gif
Dispoptic 2010 23
Scanning Photo-induced Impedance Microscopy (SPIM)
http://www.cmr.qmul.ac.uk/cmrresearchabstract.php?rid=92
Dispoptic 2010 24
http://www.wam.umd.edu/~toh/models/lockin.html
Dispoptic 2010 25
Efeito eletro-óptico
• Mudança do índice de refração proporcional ao campo elétrico aplicado.
n = 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 26
Modulador eletro-óptico integrado
http://www.creol.ucf.edu/Academics/Courses/CourseDetail/OSE6432.aspx
Dispoptic 2010 27
Operation Principle of Polymer-Dispersed Liquid Crystal (PDLC)
http://www.nhk.or.jp/strl/open98/4-5/pdlc-e.html
Dispoptic 2010 28
Célula de Kerr – eletro-óptico
Dispoptic 2010 29
Efeito Faraday – magneto-óptico
Sinal de modulação no campo magnético
Dispoptic 2010 30
Acusto-óptico célula de Bragg
Dispoptic 2010 31
Elasto-óptico quartzo piezo-elétrico
• Site da Hinds: http://www.hindsinstruments.com/PEM_Components/Technology/principlesOfOperation.aspx
Dispoptic 2010 32
Fotolitografia
Dispoptic 2010 33
Fotolitografia
• Ref.: http://www.ece.gatech.edu/research/labs/vc/theory/photolith.html http://britneyspears.ac/physics/fabrication/photolithography.htm http://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 34
Diferentes formas de impressão do layout da mascara
Dispoptic 2010 35
Impressão do layout
Dispoptic 2010 36
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 37
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 38
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 39
Dispoptic 2010 40
Recobrimento de filme fotoresist por spinner
Dispoptic 2010 41
Recobrimento de filme após várias revoluções
Dispoptic 2010 42
Alinhamento e possíveis uso do fotoresist positivo e negativo
Dispoptic 2010 43
Dispoptic 2010 44
Etching
Dispoptic 2010 45
Lift-off
Dispoptic 2010 46
O passo a passo da litografia
• Ver em: http://www.ee.byu.edu/cleanroom/lithography.phtml e procurar por Basic Lithography TutorialBasic Lithography Tutorial é um java script com animação.
Dispoptic 2010 47
SPM lithography
Dispoptic 2010 48
Dispoptic 2010 49
Dispoptic 2010 50
Litografia de imersão
Limite de resolução para litografia é usando a eq de Rayleigh:
Onde k1 é o fator de resolução, é o comprimento de onda da radiação de exposição e NA é a apertura numérica.
A colocação de água aumenta a NA (nsen)
Dispoptic 2010 51
Litografia de imersão
Dispoptic 2010 52
Evolução da largura de linha mínima e
• 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 53
AMD Iniciará Produção em Massa de Processadores de 45
nm 0 Posted on May 27, 2009 by wagner
Dispoptic 2010 54
Evolução de NA e k1
Laser de ArF=> 193 nm
Dispoptic 2010 55
Imersão
Dispoptic 2010 56
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 57
Próxima aula
Materiais Fotônicos