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Scrittura diretta 3D su vetro, mediante laser a femtosecondi

Dopo approfondite ricerche sull’interazione tra impulsi laser a femtosecondi e vetro, condotta da una rete euro-australiana, la lavorazione di materiale trasparente mediante laser ultraveloci può trovare nuove opportunità nel settore.
Scrittura diretta 3D su vetro, mediante laser a femtosecondi
Il vetro è un materiale trasparente con proprietà che non sono presenti in nessun altro materiale. Esso vanta capacità affascinanti come riflessione, trasmissione e assorbimento della luce. L’interazione di impulsi di luce ultracorti a meno di poche centinaia di femtosecondi (10-15 s) è tale che le variazioni dell’indice di rifrazione cambino localmente fino a 10-2.

Analizzando il vetro mediante una fase di traslazione, le modifiche dell’indice di rifrazione possono essere utilizzate per formare percorsi attraverso i quali la luce può essere guidata in 3D da un luogo a un altro. Grazie ai fondi dell’UE, la rete E-FLAG (Exchanges around femtosecond laser applications in glasses) è stata istituita per promuovere la “circolazione internazionale dei cervelli” tra Europa e Australia, per quanto riguarda questa promettente tecnologia di scrittura diretta.

I ricercatori si sono concentrati sulla caratterizzazione dei cambiamenti strutturali indotti dal laser a fetmosecondi, nel vetro a base di silice, ottenuti con maggiore efficienza e flessibilità rispetto alla litografia e all’incisione a secco. Inoltre, la rete E-FLAG ha mirato a creare prototipi 3D di dispositivi ottici integrati, come guide d’onda 3D, reticoli di Bragg e ottica 2D birifrangente variabile nello spazio, con potenziali applicazioni nel campo delle comunicazioni ottiche.

Il team E-FLAG ha compiuto progressi significativi. Questi hanno incluso la formazione di nanoreticoli e la decomposizione ultraveloce di ossido di silice per vari tipi di vetro, tra cui la silice pura, ma anche per TiO2-SiO2, borosilicato e GeO2. Nel vetro di silice, sono state inoltre osservate le proprietà ottiche chirali e la trasmissione della luce asimmetrica.

Fino al suo completamento alla fine del 2014, il progetto E-FLAG ha migliorato lo stato dell’arte per quanto riguarda la microlavorazione con laser a fetmosecondi. La lavorazione del vetro tramite laser a femtosecondi è in continua evoluzione a un ritmo rapito, e i risultati del progetto promettono possibilità oltre il campo della microlavorazione. Questa è una tecnologia che consente di creare nuovi mercati per l’industria del laser in ambito di comunicazioni ottiche, applicazioni laser e biomediche.

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Keywords

Laser a femtosecondi, vetro, E-FLAG, dispositivi ottici, comunicazioni ottiche