Microtecnologie

Un elemento ottico diffrattivo (DOE) è un processore di fronte d'onda capace di trasformare un fascio coerente in un altro arbitrario comunque complesso.
I vantaggi dell'utilizzare un'ottica diffrattiva possono essere riassunti essere i seguenti:

•

•

•

La maggiore differenza fra un elemento ottico classico ed uno diffrattivo é che quello classico é basato sulla rifrazione della luce secondo le leggi di Snell mentre il secondo lavora diffrangendo luce per mezzo di una struttura a reticolo piuttosto complessa, come descritto dall'equazione dei reticoli.
Le lenti convenzionali quindi richiedono uno spessore finito ed una curvatura, a differenza delle lenti diffrattive che sono piane e molto sottili.

Un DOE é generalmente un sottile pezzo di materiale con un pattern scavato su una parte come una serie di livelli o di scalini.
Ogni livello é tipicamente profondo poche decine di nm.
I dettagli del pattern sono larghi decine di nm e si ripetono ogni pochi micron.
Ogni dettaglio ha le dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda della luce incidente, cosicché diffrangono piuttosto che rifrangere.

Le ottiche diffrattive risultano particolarmente utili in tutte le applicazioni che richiedano un accurato controllo del processo, quali ad esempio la microforatura multipla o il trattamento di superfici plastiche e metalliche.
La possibilità di poter modulare il profilo del fascio laser in termini di distribuzione di energia può minimizzare gli stress indotti dal processo laser sul campione.

Il Centro Laser ha realizzato dei programmi di calcolo per la progettazione dei componenti ottici sulla base delle specifiche, ed ha implementato delle tecniche di microfabbricazione del tipo a microrilievo per la realizzazione dei componenti stessi.
Sono state realizzate ottiche multilivello (fino ad un massimo di 16 con una conseguente efficienza teorica pari al 90%) in materiali quali vetro, rame, silicio, quarzo che implementano funzioni quali beamformer (a sezione quadrata o rettangolare flat-top), splitter (1x4 o 1x9), croce, anello per fasci laser HeNe, CO₂ e Nd:YAG.

Sono stati progettati, fabbricati e testati DOE in riflessione e in trasmissione, per differenti applicazioni e per differenti potenze di laser a CO₂ , Nd:YAG, He-Ne e a diodi, al fine di ottenere componenti compatti con alte prestazioni.