Development and investigation of microstructures by use of laser for photonic applications

Abstract

In the current PhD thesis a thorough study is performed on the design, fabrication and analysis of microstructures created by use of laser methods. The work comprises the design and fabrication of organic, inorganic and hybrid microstructures for use in photonics applications. In addition, several techniques are applied for the fabrication and replication of photonic diffractive microstructures. Fabricated structures are tested as potential functional photonic sensors for humidity, ammonia and temperature detection. Furthermore, a detailed study on polymer-based microstructures creation by laser radiation forces is attempted both theoretically and experimentally. The created 2D and 3D free-standing micro/nanostructures are optically characterized.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται μια ενδελεχής μελέτη στην σχεδίαση, κατασκευή και ανάλυση μικροδομών που δημιουργούνται με τη χρήση δέσμης λέιζερ. Η εργασία περιλαμβάνει τον σχεδιασμό και την κατασκευή οργανικών, ανόργανων και υβριδικών μικροδομών για χρήση τους σε εφαρμογές φωτονικής. Επιπρόσθετα, εφαρμόζονται διάφορες τεχνικές για την κατασκευή και αναπαραγωγή φωτονικών περιθλαστικών μικροδομών. Οι δομές ελέγχονται ως λειτουργικοί φωτονικοί αισθητήρες για την ανίχνευση υγρασίας, αμμωνίας και θερμοκρασίας. Ακόμα, πραγματοποιείται μια λεπτομερής μελέτη πάνω στη δημιουργία μικροδομών βασισμένων σε πολυμερή με χρήση δυνάμεων ακτινοβολίας λέιζερ τόσο σε θεωρητικό όσο και σε πειραματικό επίπεδο. Οι δημιουργούμενες δισδιάστατες και τρισδιάστατες μικρο/νανοδομές ελεύθερου χώρου χαρακτηρίζονται οπτικά