L'écriture 3D en direct sur le verre par laser femtoseconde
Le verre est un matériau transparent avec des propriétés que l'on ne retrouve dans aucun autre matériau. Il possède de fascinantes capacités comme celles de refléter, transmettre et absorber la lumière. L'interaction des impulsions lumineuses ultracourtes inférieures à quelques centaines de femtosecondes (10-15 secondes) est telle que l'indice de réfraction change localement jusqu'à quelques-uns à 10-2. En balayant le verre à l'aide d'une platine de translation, les changements d'indice de réfraction peuvent être utilisés pour former des chemins par lesquels la lumière est guidée en 3D d'un endroit à un autre. Grâce au financement de l'UE, le réseau E-FLAG (Exchanges around femtosecond laser applications in glasses) a été mis en place pour promouvoir la «circulation internationale des cerveaux» entre l'Australie et l'Europe concernant cette technologie prometteuse d'écriture directe. Les chercheurs se sont concentrés sur la caractérisation des modifications structurelles induites par laser femtoseconde dans du verre à base de silice obtenues avec une bien meilleure efficacité et une plus grande souplesse que par lithographie et gravure sèche. De plus, le projet E-FLAG avait pour objectif de créer des prototypes de dispositifs optiques intégrés 3D, comme des systèmes de guidage d'ondes 3D, des réseaux de Bragg et des dispositifs optiques biréfringents 2D variant dans l'espace, avec des applications potentielles dans le domaine des communications optiques. L'équipe du projet E-FLAG a réalisé des avancées significatives, notamment la formation de nanoréseaux et la décomposition ultrarapide d'oxyde de silicium sur divers verres dont de la silice pure, mais aussi du verre TiO2-SiO2, du verre borosilicaté et du GeO2. Des propriétés optiques chirales et une transmission asymétrique de la lumière ont également été observées dans le verre de silice. Jusqu'à la fin du projet fin 2014, E-FLAG a fait progresser le domaine de la gravure de micro-motifs par laser femtoseconde. Le traitement du verre par laser femtoseconde évolue rapidement et les résultats du projet laissent envisager des possibilités allant au-delà du secteur du micro-usinage. Il s'agit d'une technologie qui crée de nouveaux marchés pour l'industrie du laser dans les communications optiques et laser, ainsi que pour les applications biomédicales.
Mots‑clés
Laser femtoseconde, verre, E-FLAG, dispositifs optiques, communications optiques
