ÍslenskaenEnglish

Aðilar að Skemmunni

Leit eftir:


LokaverkefniHáskóli Íslands>Verkfræði- og náttúruvísindasvið>Doktorsritgerðir>

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/7563

Titill
en

Plasmonic Nanowire Waveguides and Devices Operating at Telecom Wavelengths

Útgáfa
Febrúar 2011
Útdrættir
  • Í þessu verkefni er kynntur möguleikinn á að nota málmbylgjuleiðara sem grunneiningu fyrir ljósrás með stillanlegu gegnskini á bylgjulengd sem algeng er í ljósleiðarasamskiptakerfum (1550 nm). Ljósrásin er samhæfð við hefðbundna ljósleiðara og ljósrásatækni. Bylgjuleiðarinn samanstendur af kjarna úr gullnanóvír sem umlukinn er kápu úr benzocyclobútan (BCB) fjölliðu, sem valin er með tilliti til þess hvernig ljóseiginleikar fjölliða breytast með hitastigi.
    Nanóvírarnir eru með ferningslaga þverskurð, með hliðarlengd milli 150nm og 200 nm. Í slíkum vírum má örva langsæknar rafgaseindir með því að tengja vírinn beint við hefðbundinn ljósleiðara. Fernings-samhverfa nanóvírsins tryggir að skautunarháð tap er í lágmarki. Útreikningar voru framkvæmdir með bútaaðferð til að meta áhrif lögunar vírs og kápu á sveifluhætti ljósleiðarans, auk þess sem áhrif viðloðunarlags undir gullinu voru könnuð. Besta lögun ljósleiðara var fundin, m.t.t. yfirfærslutaps, útbreiðslutaps og skautunarháðs taps. Stillanlegt gegnskin er fengið fram með því að senda rafstraum gegnum nanóvírinn og auka þannig hitastig vírsins og efnisins umhverfis hann. Hærra hitastig lækkar brotstuðul fjölliðunnar í kápunni, sem aftur hækkar útbreiðslutap vegna þess að aukinn hluti ljóssins sleppur frá ljósleiðaranum og út í kápuna. Ljóstapinu má stjórna nákvæmlega með því að stilla rafstrauminn sem rennur gegnum gullvírinn.
    Ljósrásir byggðar á málmbylgjuleiðurum voru framleiddar með stöðluðum aðferðum í hreinherbergi, þ.á.m. ljóslitógrafíu, rafeindalitógrafíu og málmhúðun í lofttæmi. Sýnt var fram á virkni rásanna með litlum drifstraum. Rásirnar eru hlutfallslega litlar, hafa hátt myrkvunarhlutfall (>20 dB) og svörunartíma nálægt 1 ms, sem gerir þær vel samkeppnishæfar við aðrar gerðir ljósrása sem notaðar eru í sama tilgangi.

  • en

    In this work we present the possibility of using plasmon waveguides as an active, variable optical attenuator (VOA) operating at telecom wavelength (1550 nm) that can be easily interfaced with existing fiber-optic technology and integrated optical circuits. The waveguides consist of a gold nanowire core embedded in a benzocyclobutene (BCB), a polymer chosen for its thermooptic properties.
    The nanowires have a symmetric, square cross-section with the sides between 150nm and 200 nm. Long-range surface plasmon polaritons (LRSPP) are excited in the waveguides by means of end-fire coupling; due to their symmetry, the waveguides present low polarization-dependent loss (slightly over 1 dB). We performed finite element analysis to evaluate the effect of various crosssection geometries, thickness and width of the cladding or the presence of an adhesion layer beneath the Au core. The waveguides were optimized with respect to coupling and propagation loss as well as polarization-dependent loss. The optical attenuation is achieved by passing an electric current through the nanowire which raises the temperature of the wire and the surrounding polymer through Joule heating; the temperature increase lowers the refractive index of the cladding which in turn leads to added propagation loss as part of the plasmon uncouples into freely propagating light in the cladding. The level of attenuation can be controlled by the intensity of the current through the gold wire.
    LRSPP waveguide samples were created making use of cleanroom fabrication techniques such as UV lithography, e-beam lithography and vacuum deposition of Au through thermal evaporation. The viability of the waveguides as a VOA driven by a small current was demonstrated. The devices have a small footprint, high extinction ratio (>20 dB) and switching times in the millisecond range, all of these make the LRSPP-based device a viable alternative to the existing competitors.

Birting
15.2.2011


Skrár
NafnRaðanlegtStærðHækkandiAðgangurRaðanlegtLýsingRaðanlegtSkráartegund
TiberiuRosenzveigP... .pdf7,72MBOpinn Heildartexti PDF Skoða/Opna