Titelaufnahme

Titel
Strukturierung Polysiloxan-basierender Wellenleitermaterialien mittels 2-Photonen-induzierter Polymerisation / von Josef Theodor Kumpfmüller
VerfasserKumpfmüller, Josef Theodor
Begutachter / BegutachterinLiska, Robert
Erschienen2009
Umfang85 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Mag.-Arb., 2009
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Polysiloxane / 2-Photonen-induzierte Polymerisation / Lichtwellenleiter / radikalische Photopolymerisation / Photokondensation / Thiol-En-Polymerisation / optische Dämpfung
Schlagwörter (EN)polysiloxanes / 2-Photon induced polymerisation / optical waveguides / radical photopolymerisation / photocondensation / thiol-ene polymerization / optical attenuation
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-32652 Persistent Identifier (URN)
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Strukturierung Polysiloxan-basierender Wellenleitermaterialien mittels 2-Photonen-induzierter Polymerisation [1.7 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die 2-Photonen induzierte Photopolymerisation (2PP) ist eine neue und moderne 3D-Strukturierungsmethode, welche die Erstellung von Strukturen im Submikrometerbereich in einem photopolymerisierbaren Harz erlaubt. Laser im nahen Infrarotbereich machen 3D Strukturen mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 200 nm zugänglich. Diese Technik kann für die Verbindung von optischen Komponenten auf flexiblen Leiterplatten in der Kommunikationstechnologie eingesetzt werden. Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von Materialien für das Schreiben von optischen Wellenleitern in flexible niederbrechende Polysiloxanschichten via 2PP nach einem dem Photolocking ähnlichen Prozess. Zwei neue Konzepte, welche die Aushärtung der Polysiloxanmatrix in Gegenwart verschiedener Monomere ermöglichen, wurden untersucht. Die klassische radikalische Polymerisation kam mit einer Auswahl von hochbrechenden Acrylaten zum Einsatz, um Wellenleiter via 2PP herzustellen. Aufgrund der exzellenten mechanischen Eigenschaften und der thermischen Stabilität war es auch wünschenswert, hochbrechende Polysiloxane als Wellenleitermaterialien zu verwenden. Aus diesem Grund wurde die Eignung der photoinduzierten kationisch ringöffnenden Polymerisation sowie der Photokondensation von Alkoxysilanen für die 2PP getestet. Außerdem wurde aufgrund der interessanten Eigenschaften von Thiol-En-Netzwerken, wie z.B. hohe Brechungsindices und gute mechanische Eigenschaften, die Thiol-En-Polymerisation erfolgreich für die Strukturierung von Lichtwellenleitern in einer kompatiblen Polysiloxanmatrix eingesetzt.

Die optische Dämpfung als zentrales Qualitätsmerkmal von Wellenleitermaterialien wurde bei unterschiedlichen Kommunikationswellenlängen bestimmt, wobei vielversprechende Ergebnisse erhalten wurden. Optische Wellenleiter wurden erfolgreich in Polysiloxanmatrices via 2PP geschrieben.

Zusammenfassung (Englisch)

Two photon photopolymerization (2PP) is a new and modern method in solid freeform fabrication, which allows the production of sub-micron structures from a photopolymerizable resin. Near-infrared lasers make 3D structures with a spatial feature resolution as good as 200 nm accessible. This technique can be used to connect optical components on flexible circuit boards used in the communication technology. The aim of this work was the development of materials for writing optical waveguides into flexible polysiloxane layers via 2PP by means of a fabrication process derived from photolocking. Two new concepts wherein curing of the polysiloxane matrix is possible in the presence of a variety of monomers are presented here. Classical radical polymerization was employed with a set of high refractive acrylates to form the waveguides by 2PP. Due to excellent mechanical properties and thermal stability it was also desirable to use high refractive polysiloxanes as waveguide materials. For this reason the suitability of photoinduced cationic ring opening polymerization as well as photocondensation of alkoxy silanes for 2PP was tested. Furthermore, due to the interesting properties of thiol-ene networks such as high refractive indices and good mechanical properties, thiol-ene polymerization was applied successfully for waveguide structuring in a compatible polysiloxane matrix. The optical attenuation as a crucial quality feature of waveguide materials was determined at different communication wavelengths with promising results. Optical waveguides were successfully written into the polysiloxane matrices via 2PP.