Fabricação Otimizada de materiais por Controlo Ultra-preciso de Sistema laser de poucos ciclos

Com o desenvolvimento do FOCUS, a SPHERE pretende, uma vez mais, apresentar ao mercado uma solução altamente inovadora, e dotada de características que irão permitir posicionar as tecnologias de micromaquinação a laser num patamar até à data inalcançável. A empresa visa ultrapassar os limites das tecnologias atuais, apostando no desenvolvimento de um sistema de micromaquinação laser de alto desempenho para o processamento de materiais. Com efeito, o caráter de novidade afeto ao projeto sustenta-se em objetivos técnicos específicos que culminarão em avanços face às soluções tradicionais de micromaquinação a laser, a saber: •Desenho e construção de um sistema de micromaquinação e processamento de materiais, de alto desempenho, para a remoção e/ou alteração de material, com resolução espacial ultra-alta, baseado num oscilador laser de baixa energia de poucos ciclos otimizado e/ou com impulsos amplificados pós-comprimidos de poucos ciclos, e num sistema de medida e compressão temporal baseado na técnica de d-scan, com as seguintes caraterísticas técnicas: I.utilização de impulsos laser otimizados de poucos ciclos, isto é, com uma duração temporal inferior a 10 fs (concretamente sub-7-fs) para a remoção de material a uma escala submicrométrica, com uma elevada precisão, um impacto térmico mínimo, e uma qualidade de processamento superior, comparativamente aos sistemas de micromaquinação convencionais II.utilização de impulsos laser otimizados de poucos ciclos, com uma energia associada muito reduzida (de 1 nanojoule, nJ, até 1 microjoule, μJ), e, consequentemente, com uma redução drástica dos efeitos térmicos na amostra, proporcionando cortes mais limpos e uma melhor preservação das propriedades do material, resultando em microestruturas de alta qualidade e precisão III.elevado contraste dos impulsos de poucos ciclos, na ordem dos 107, capaz de aliar a alta precisão e qualidade associados ao alto contraste, às vantagens únicas do regime de poucos ciclos, designadamente a resolução ultra-alta IV.controlo superior de polarização (linear - elítica - circular), com vantagens ao nível da eficiência da micromaquinação, recentemente observado para impulsos longos com polarização elítica, aliada à precisão extrema do regime de poucos ciclos V.controlo arbitrário da fase espectral dos impulsos (pulse shaping) superior, face aos sistemas tradicionais de micromaquinação, com mais valias ao nível da minimização da geração de plasma por controlo coerente, enquanto permite aceder à resolução ultra-alta que caracteriza o regime de poucos ciclos óticos •Desenvolvimento de uma prova de conceito do sistema com as caraterísticas técnicas elencadas, para estudo da sua capacidade para o processamento de materiais em superfície e em volume (escrita direta), designadamente ao nível do respetivo efeito nas taxas de remoção de material, na morfologia da superfície e na precisão das estruturas produzidas, em vários materiais relevantes, em função dos parâmetros do laser e da velocidade de varrimento do sistema •Desenvolvimento de um protótipo funcional do sistema com as caraterísticas técnicas elencadas, a partir da prova de conceito inicialmente desenhada e construída •Teste e validação do protótipo funcional do sistema de micromaquinação com as caraterísticas técnicas elencadas, em ambiente relevante, e aferição do seu desempenho em termos de precisão, repetibilidade, velocidade, compatibilidade de materiais no plano da amostra e estabilidade do sistema.