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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3935| Fabricación adaptativa de filtros inhomogéneos por erosión iónica para curvas continuas Adaptative fabrication of inhomogeneous filters for continuous curves by sputtering | |
| Emmanuel Villa Flores | |
| ROBERTO MACHORRO MEJIA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| filtros ópticos, rugate, sputtering, síntesis, multicapas Optical filters, rugate, sputtering, synthesis, multilayer | |
| El método de síntesis por transformada de Fourier para filtros inhomogéneos permite obtener perfiles de índices de refracción para casi cualquier curva de transmitancia o reflectancia arbitraria, con una respuesta espectral aproximada a la deseada. El objetivo del presente trabajo es el de obtener un dominio de las condiciones iniciales y los métodos iterativos, para sintetizar filtros inhomogéneos que reproduzcan las respuestas espectrales deseadas y que puedan ser crecidos mediante erosión iónica. Para lograr el objetivo planteado se creó un código computacional en Python, y el trabajo se dividió en dos secciones principales: la síntesis numérica y la síntesis experimental. La primera sección consta de tres partes: A) Determinar las condiciones iniciales del espesor óptico (x), la función Q, y la fase inicial (Φ_0), para conseguir una respuesta espectral cercana a la deseada. B) Comprender el impacto de los métodos iterativos sobre el filtro inhomogéneo y su respuesta espectral, utilizando iteraciones de corrección por amplitud. C) Aplicando los conocimientos previamente adquiridos, se realiza un refinamiento sobre el perfil de índices de refracción utilizando el método iterativo de distribución de energía conocido como “Stored Wave Inverse Fourier Transform” o SWIFT, para obtener filtros inhomogéneos con valores reproducibles experimentalmente por erosión iónica, con respuestas espectrales cercanas a las deseadas. Para llevar a cabo la primera sección, se han analizado tres siluetas como respuestas espectrales: La cúpula del capitolio de Washington D.C., el volcán Xinantecatl y una Gaussiana invertida. La segunda gran sección corresponde a la parte experimental del trabajo, donde se utiliza la técnica de erosión iónica para crecer el filtro inhomogéneo, utilizando un blanco de silicio. Se añadió al código computacional una rutina para transformar el archivo del perfil de índices de refracción, conformado por el espesor por capa y el índice de refracción correspondiente a cada capa, a un archivo que contiene los flujos de gases de oxígeno (O2) y nitrógeno (N2) por segundo para obtener SiOx Ny con el índice de refracción y espesor correspondientes a cada capa del perfil de índices. Se creó una interfaz gráfica para facilitar el trabajo de síntesis y análisis de los filtros a partir del algoritmo creado. Los resultados obtenidos demuestran que el correcto establecimiento de las condiciones iniciales x, Q, Φ_0, permiten obtener una buena respuesta ... The Fourier synthesis method for inhomogeneous filters allows to achieve refractive index profiles for almost any arbitrary transmittance or reflectance curves, whose spectral responses reproduces the desired ones. The objective of this work is to reach a deep domain over the initial conditions of the synthesis method and the iterative methods, to obtain the desired spectral responses and grow up by the sputtering deposition technique the inhomogeneous filters. To fulfill the main objective a computational code on Python was created and the work was divided into two sections: numerical synthesis and experimental synthesis. The numerical synthesis section is divided into three subsections. A) The initial conditions, optical thickness (x), the Q function, and initial phase (Φ_0), were determined, so that a starting point for the optimal synthesis can be stablish. B) Once those conditions are set, a refinement method of the Q function amplitude is applied over the spectral curves, so that the influence of the refinement methods over the refractive index profile and its spectral response could be studied. C) By using the Stored Wave Inverse Fourier Transform (SWIFT) iterative method, the index profile was refined to the point that its values can be experimentally reproduceable by the sputtering technique. To make the studies from the first section, three spectral curves corresponding to the Washington’s, D.C, capitol silhouette, the “Xinantecatl” volcano silhouette, and an inverted Gaussian shape, were studied. On the experimental synthesis section, a silicone target was used on the reactive sputtering technique. To the computational code, a routine was added, so that the file which contains the refractive index profile was transformed into a new file in terms of the oxygen (O_2) and nitrogen (N_2) fluxes per second to achieve the SiO_x N_y with the corresponding refractive index and thickness for each layer of the filter. A graphical user interface was created to make it easier to use the code. The initial conditions x, Q, and Φ_0, allowed to achieve a better spectral response. Despite an inhomogeneous filter could be experimentally growth, it will be necessary to make more experiments to demonstrate the reproducibility of the method. Additionally, five annexes are included, where the inhomogeneous theory and the iterative methods are deeply studied. The annex E is a manual of the program for synthetizing and analyzing the inhomogeneous filters. | |
| CICESE | |
| 2023 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Villa Flores, E. 2023. Fabricación adaptativa de filtros inhomogéneos por erosión iónica para curvas continuas. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 152 pp. | |
| RESISTENCIA DE MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| tesis_Emmanuel Villa Flores_22_ago_2023.pdf | Versión completa de la tesis | 12.21 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |