Implementação de um sensor óptico integrado de pressão baseado no Interferômetro Mach-Zehnder (IMZ). - Siarkowski, Acácio Luiz (2001)
Este trabalho tem como objetivo a implementação de um sensor óptico integrado de pressão baseado no Interferômetro Mach-Zehnder (IMZ), usando uma membrana microusinada (diafragma) em um substrato de silício, dando continuidade aos estudos previamente realizados pelo nosso grupo de pesquisa, que desenvolveram e caracterizaram filmes finos de óxido de silício e nitreto de silício para a fabricação de guias e sensores ópticos integrados. Projetamos os dispositivos com base em simulações que foram realizadas por um conjunto de programas dedicado ao guiamento óptico em estruturas planares e em análises de deformações mecânicas de membranas de silício (diafragmas). Em seguida, confeccionamos as máscaras litográficas com os padrões de IMZs e diafragmas usados na fabricação dos sensores ópticos. As estruturas dos sensores foram implementadas sobre substratos de silício monocristalino, utilizando-se os processos convencionais de microeletrônica: oxidação térmica, deposição química a vapor (CVD), litografia óptica, corrosão por plasma e corrosões úmidas. Tais estruturas obtidas foram caracterizadas física e opticamente. Os sensores ópticos implementados mostraram uma relação não linear entre uma pressão estática aplicada ao diafragma de silício e a intensidade luminosa de saída do IMZ. A sensibilidade e a faixa de pressão de trabalho do sensor de pressão implementado depende das dimensões dos diafragmas. Quanto maiores forem estas dimensões teremos uma melhor sensibilidade e uma menor faixa de medida de pressão. O espalhamento da onda guiada é maior para os sensores implementados com ângulos de abertura maiores, o que aumenta o nível de ruído do sinal e prejudica a estabilidade e reprodutibilidade durante a medida.