Microoptomechanical silicon nitride photonic inclinometer

Abstract

[ES] Siguiendo los pasos de la microelectrónica, la fotónica integrada está empezando a incluir sistemas micro-opto-electro-mecánicos (MOEM) para la creación de dispositivos sintonizables o programables y sensores. La confluencia de estas tres disciplinas (mecánica, electrónica y óptica) sobre un mismo microchip expande sus funcionalidades para su aplicación en la industria, la biotecnología y la computación.

Este trabajo, consistirá en el análisis y el diseño de los componentes fotónicos y mecánicos para la creación de un inclinómetro, que determina la inclinación de un plano respecto de la superficie terrestre. El dispositivo propuesto, está basado en un acoplador direccional móvil cuyo acoplamiento varía en función de la deformación que una inercia exterior ejerce sobre el voladizo, en el cual está suspendido. Empleando la plataforma de membrana de nitruro de silicio (Si3N4), desarrollada en la línea de microfabricación piloto de la Universitat Politècnica de València, UPVfab.

Además de su funcionalidad principal, este dispositivo, también servirá para la caracterización de los diferentes procesos de fabricación que se están implantando en UPVfab.

[EN] Following the path of microelectronics, integrated photonics has started to include microoptoelectromechanical systems (MOEMS) for the development of tunable or programmable devices and sensors. The confluence of these three disciplines (mechanics, electronics, and optics) within the same microchip expands its functionality for application in industry, biotechnology, and computation.

This work consists of the analysis and design of the photonic and mechanical components to create an inclinometer for measuring the inclination of a plane relative to the earth's surface. The device is based on a movable directional coupler where its coupling varies as a function of the deformation produced by external inertia applied throughout the cantilever. It uses the membrane-based silicon nitride (Si3N4) platform developed by the microfabrication pilot line from the Polytechnic University of Valencia, UPVfab.

In addition to its main functionality, this device will also be useful for characterising the different fabrication processes being implanted at UPVfab.