Cesta k vědě Návrh polymerních optických planárních vlnovodů pro systém FTTH D. J. Gymnázium Christiana Dopplera konzultant: V. Prajzler Katedra mikroelektroniky, Fakulta elektrotechnická, ČVUT v Praze
Osnova ● Motivace – FTTH, polymerní vlnovody ● Struktura optického planárního vlnovodu ● Materiály pro optické vlnovody ● Diagnostické metody ● Návrh optické rozbočnice ● Závěr
Motivace Vysílač Informační kanál Přijímač 1) 850 nm 2) 1310 nm 3) 1550 nm Páteřní sítě Fibre To The Home 650 nm – červené světlo 530 nm – zelené světlo 125 μm 9 μm 50 μm
Planární vlnovody substrát vlnovodná vrstva krycí vrstva nsns nfnf nana n f > n s > n a nsns nfnf nana ω hfhf
Volba materiálu ● Polovodiče – Si, GaAs ● Optická skla – Pyrex, Cornab, Corning ● Optické krystaly – LiNbO 3, YAG, Al2O3, LiTaO3 ● Polymery – PE, PET, polykarbonát – PMMA – SU8
Výroba vlnovodů CNC Imprint Laser Nanesení vlnovodné vrstvy Nanesení horní ochranné vrstvy
substrát optický hranol vlnovodná vrstva čočka hrot pro vytvoření optického kontaktu laserový paprsek stínítko optický vid Diagnostické metody Metricon
Měření optického útlumu metoda 2 délek l1l1 l2l2 P1P1 P2P2 Laser 532 nm 650 nm 850 nm 1310 nm 1550 nm vlnovodná vrstva substrát Annitsu ML910B MA9802A (650 nm) MA9302A (1310, 1550 nm)
Vlastní návrh rozbočnice w 2w P w w P/2 Hirotaka Mizuno, Okihiro Sugihara et al. Replicated Polymeric Optical Waveguide Devices With Large Core Connectable to Plastic Optical Fiber Using Thermo-Plastic and Thermo-Curable Resins, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 24, NO. 2, FEBRUARY 2006 pg.923 v
Shrnutí ● Návrh polymerního vlnovodu – PMMA – substrát – SU8 – vlnovodná vrstva ● Návrh rozbočnice – Rsoft ● Testování polymerních materiálů ● Realizace struktur – imprint technologie ● Diagnostika vrstev
Poděkování ● Ing. Václav Prajzler PhD. ● Organizace projektu CkV ● doc. Ing. Zdeněk Burian, Csc. ● Ing. Pavla Nekvindová PhD. ● Miroslav Horník Prezentovaný výzkum vzniká za finanční podpory výzkumného projektu MSM ČVUT v Praze.