Acronyme

Année

Laboratoire

Collaboration(s)

Budget

Durée

One-Fab-3D

2013

LPQM

Laboratoire Charles Fabry

41,5 k€

21 mois

Titre

Fabrication de structures sub-micrométriques tridimensionnelles par écriture directe par laser en régime d’absorption linéaire ultra-faible

Porteur

Ngoc Diep LAI

Date de démarrage

Juillet 2013

Présentation du projet

Le projet vise à mettre au point une méthode simple et à bas coût pour réaliser des structures sub-micrométriques dans des résines photosensibles. L’originalité du projet réside dans l’utilisation d’un laser à 532 nm (visible) pour inscrire des structures sub-micrométriques 3D, traditionnellement obtenues en utilisant un laser IR (laser titane-saphir). Grâce à une absorption linéaire ultra-faible, l’intensité du faisceau d’excitation diminue de façon négligeable au cours de la propagation dans le matériau. Par ailleurs, l’utilisation d’un objectif de microscope de grande ouverture numérique permet de focaliser le faisceau laser à l’intérieur du matériau, avec une très forte intensité au point focal. Par cette combinaison, il est possible déplacer le point de focalisation librement à l’intérieur du matériau, ce qui est à l’origine de la fabrication 3D. Cette technique est appelée LOPA (Low one-photon absorption).

Plusieurs structures sub-micrométriques 3D ont été fabriquées à la demande. D’autres structures adaptées seront élaborées pour des applictions micro-fluidiques innovantes.

Résultats

La première étape du projet a été la réalisation de calculs théoriques sur la distribution de l’intensité de l’excitation au point focal en fonction du coefficient d’absorption du matériau utilisé. Un système de microscopie confocale a été monté afin de fabriquer plusieurs structures.

Par exemple, une structure chirale 3D (ci-dessus) a été obtenue par l’écriture couche par couche, des structures 1D avec une rotation de 60° entre deux couches consécutives. De toute évidence, une structure 3D sub-micrométrique est bien créée, donnant des résultats similaires à ceux obtenus par la méthode de gravure directe par laser par la technique d’absorption à deux photons. La technique de LOPA n’exige qu’une puissance très faible, généralement de 2 à 7 mW, d’un laser continu à 532 nm qui est un laser standard et à faible coût.

Publication(s)

• MT Do et al., Nanotechnology 26, 105301 (2015)
• MT Do et al, Microsystem Technologies 20, 2097 (2014)
• Li Q et al, Opt. Lett. 38, 4640 (2013)
• MT Do et al, Opt. Express 21, 20964 (2013)

Suite du projet

Diverses applications sont en cours d’étude