Projeto e confecção de componentes ópticos difrativos de alta frequência espacial

O tema deste trabalho de mestrado é o desenvolvimento de componentes ópticos difrativos em relevo de alta frequência espacial. Este desenvolvimento pode ser dividido em três etapas: projeto, processo de gravação das microestruturas em relevo e caracterização do componente. O projeto é realizado utilizando-se programas que resolvem numericamente as equações de Maxwell, com condições de contorno apropriadas, considerando-se a viabilidade dos materiais e estruturas. A gravação é realizada utilizando exposições holográficas em fotorresinas positivas associadas à técnicas de litografia. A caracterização das microestruturas é feita via microscopia eletrônica de varredura enquanto que a medida de suas propriedades ópticas é feita através de sistemas específicos para cada componente. Foram desenvolvidos quatro tipos de componentes ópticos difrativos: lâmina de onda, divisor de polarização, filtro difrativo e polarizador de grade. Alguns deles como o divisor de polarização e o polarizador de grade apresentaram desempenho bastante promissores, aproximando-se do desemprenho de componentes similares comerciais. Durante este trabalho de mestrado obteve-se não apenas o desenvolvimento de cada etapa individual do processo de fabricação de componentes ópticos difrativos, mas montou-se o processo completo, interligando-se as etapas. Os componentes obtidos demonstram a viabilidade desta linha de pesquisa que pode gerar produtos comercializáveis no futuro próximoThe subject of this thesis is the development of relief diffractive optical components with high spatial frequency. This development can be divided in three steps: design, recording of relief microstructures and the characterization of the components. The design is made by considering the feasibility of structures and materials and using Softwares to calculate the diffraction efficiencies. The recording is made by holographic exposures in positive photoresist films associated with lithographic techniques. The microstructure is characterized using scanning electron microscopy while the measurement of the optical properties is performed in specific setups developed for each component. Four types of diffractive optical components have been developed: wave-plate, polarizing beam splitter, diffractive filter and wire-grid polarizer. Some of them, like the polarizing beam splitter and the wire-grid polarizer, exhibited a performance similar to commercial components. The contribution of this work was not only the development of each individual step, but the establishment a complete process sequence. The achieved components demonstrated the potential of this research line that could generate commercial components in the near futur