Download or read book Mise en forme programmable de faisceau laser femtoseconde pour le micro usinage et la photoinscription de guides d ondes written by Nicolas Sanner and published by . This book was released on 2005 with total page 227 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse porte sur la mise en forme spatiale de faisceau laser à impulsions ultra-brèves pour l'optimisation des interactions laser-matière. La première partie de ce mémoire expose la conception et la réalisation d'un système d'optique adaptative permettant la mise en forme spatiale de faisceau au point focal d'une lentille. Ce dispositif original est basé sur un modulateur de front d'onde à cristaux liquides, utilisé comme lame de phase programmable de haute résolution.. Une correction fine des aberrations du faisceau est démontrée, de manière à obtenir une surface d'onde quasi-plane en temps réel, et donc un point focal limité par diffraction. Puis, par modulation contrôlée de la phase spatiale, une mise en forme programmable de tache focale est réalisée, suivant une forme de faisceau arbitraire définie par l'utilisateur. Une variété de motifs de grande qualité a été obtenue au point focal d'une lentille sur des dimensions réduites (70 μm) : top-hat, carré, anneau, triangle, rectangle. Dans la seconde partie, ce dispositif est mis à profit pour l'interaction laser-matière femtoseconde , où le matériau est modifié essentiellement dans la zone irradiée : micro-usinage en surface (métaux) et micro-structuration en volume (diélectriques transparents). La mise en forme de faisceau rend accessible l'usinage direct de formes complexes, tandis que la correction de front d'onde permet la photoinscription contrôlée de guides d'ondes via la modification locale d'indice de réfraction. Un gain appréciable de qualité, de précision et de contrôle est démontré, permettant à la fois l'optimisation et l'extension des procédés applicatifs des lasers en régime femtoseconde
Download or read book Etude des proc d s laser femtoseconde pour le micro usinage effets thermiques limit s written by Ronan Le Harzic and published by . This book was released on 2003 with total page 229 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ensemble des études présentées dans ce mémoire souligne le réel potentiel des lasers femtoseconde pour des applications de micro-usinage et insiste sur la maîtrise de l'utilisation des chaînes laser amplifiées. Les dispositifs expérimentaux mis en place pour contrôler l'usinage nécessitent la maîtrise de nombreux paramètres, qu'il soient mécaniques, informatiques ou optiques. Différentes techniques ont été élaborées pour accroître la qualité d'usinage et de perçage et des études systématiques ont été entreprises dans le cas des métaux sur l'effet de la fluence et de la cadence. Une comparaison des effets thermiques sur les bords d'usinage en mode femtoseconde et nanoseconde a été entreprise d'un point de vue expérimental (MET) et par l'intermédiaire d'un modèle à 2 température. Enfin des résultats plus exploratoires, en particulier sur le silicium ainsi que des essais de photoinscription de guide d'onde illustrent le potentiel applicatif considérable des impulsions ultra-courtes
Download or read book Micro structuration laser pour le packaging lectro optique avanc written by Quentin Hivin and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement de l'internet des objets et des services de vidéo en temps réel (streaming) a conduit à une augmentation continue du trafic des données au sein des data-centers. Celui-ci devrait être multiplié par trois entre 2012 et 2020 pour atteindre 15.3 zettaoctets/an. Cette évolution appelle parallèlement à un accroissement des performances des composants télécom en transmission optique monomode dont le standard s'établit aujourd'hui à 100-200 Gbits/s pour évoluer vers 400-800 Gbits/s dans un futur proche. Bien que les cœurs de technologies semiconducteurs soient aujourd'hui disponibles pour répondre à cette demande, les coûts élevés d'assemblage des puces électroniques (EIC) et photoniques (PIC) ainsi que l'alignement avec les fibres optiques monomodes limitent la pénétration de cette solution technologique sur le marché. Afin de relever ce défi, une structure originale d'interposeur en verre a été proposée dans le cadre du laboratoire commun IEMN-STMicroelectronics. Ce substrat d'assemblage en verre présente des avantages distinctifs majeurs tels que i) l'alignement passif de la fibre externe, ii) l'alignement optique passif du PIC sur l'interposeur, iii) le transfert des fonctions optiques passives du PIC sur l'interposeur de verre et iv) une approche conservative réutilisant les coupleurs à réseau du PIC.Le contexte du packaging électro-optique étant posé, ce travail de thèse s'est concentré sur la fonctionnalisation de substrats de verre par photo-inscription ou micro-usinage laser en régime femtoseconde afin de structurer les guides d'onde optique, les miroirs de redirection du faisceau guidé et la couche de redistribution électrique en cuivre. En premier lieu, des guides optiques monomodes à 1310 nm de bonne qualité ont été obtenus et caractérisés, permettant une mise en évidence franche des effets d'absorption non linéaire, d'auto-focalisation et de filamentation. Une étude expérimentale complète a permis de déterminer les paramètres d'exposition laser et de gravure chimique pour la fabrication de miroirs photoniques. Enfin, une méthode originale de structuration des interconnexions basée sur le fractionnement et le décollement de la couche de cuivre par effet thermo-mécanique a été développée.
Download or read book Micro usinage de lamelles de verre au laser femtoseconde written by David Hélie and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Il a été démontré que l'utilisation d'impulsions lasers ultrabrèves pour le microusinage des verres possède plusieurs avantages. Entre autres, le phénomène d'absorption de l'énergie et l'interaction non-linéaire avec la matière permettent la production de composantes miniatures de grande qualité dans les matériaux. L'objectif de ce projet est d'utiliser de telles impulsions pour le micro-usinage de lamelles de verre de borosilicate. La première étape de ce projet consiste à étudier le clivage des lamelles de verre en borosilicate afin d'obtenir des coupes exemptes de débris et de déformations sur la surface. Ceci a été accompli en employant la technique de propagation contrôlée d'une fissure. Le processus de clivage s'effectue en deux étapes : la lamelle de verre est d'abord sujette à une contrainte mécanique en lui induisant une courbure. Ensuite, une trace de modification est inscrite au laser à l'intérieur de la lamelle. Cette trace de dommage sert de guide pour la propagation d'une fissure qui provoque la clive. La deuxième étape de ce projet consiste à étudier la soudure de matériaux transparents au laser femtoseconde. En focalisant le faisceau laser à l'interface de deux lames de verre pressées l'une contre l'autre, la densité de puissance est suffisante pour permettre l'ionisation de la matière. Ceci mène à la création d'un plasma dans un volume très restreint. En exploitant la hausse de température importante dans cette zone, il est possible de faire des joints de soudure de façon très précise. Ceci a été réalisé lors de ce projet et les résultats expérimentaux sont exposés.
Download or read book Micro Usinage par laser femtoseconde written by Isabel Verit and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le nombre de patients en attente sur la liste de transplantation d'organe est croissant dû notamment à une augmentation de la durée de vie. L'ingénierie tissulaire, dans une optique de remplacement d'organes pourrait être une alternative à ce problème de pénurie d'organes. Cependant, la création d'un organe entier par ingénierie tissulaire est limitée par la complexité de son organisation et la vascularisation des tissus créés. La vascularisation permet en effet d'apporter l'oxygène et les nutriments nécessaires aux cellules et d'éliminer les déchets qu'elles génèrent. Sans vascularisation, les cellules ne peuvent survivre et nécrosent.Ce projet de thèse est un partenariat entre le laboratoire français BioTis - INSERM U1026 et le centre technologique d'optique et laser ALPhANOV autour de la bio-ingénierie tissulaire. L'objectif est de développer un procédé de fabrication et d'usinage pour créer un modèle de microfibres glomérulaires perfusables. Des microfibres cellulaires ont été réalisées au sein du laboratoire BioTis. Elles sont composées d'un cœur d'hydrogel de collagène et d'une paroi externe bicellulaire modélisant la barrière de filtration rénale. L'originalité de ce travail repose ensuite sur la création d'une lumière interne, à l'aide d'un faisceau laser à impulsions ultracourtes. Inspiré des procédés industriels d'usinages intravolumiques de matériaux transparents, les impulsions ultracourtes sont ici fortement focalisées dans le cœur de collagène pour créer un canal intravolumique via un phénomène de cavitation à l'intérieur des fibres sans impacter la couche externe de cellules.
Download or read book Femtosecond Laser Micromachining written by Roberto Osellame and published by Springer. This book was released on 2014-04-17 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Femtosecond laser micromachining of transparent material is a powerful and versatile technology. In fact, it can be applied to several materials. It is a maskless technology that allows rapid device prototyping, has intrinsic three-dimensional capabilities and can produce both photonic and microfluidic devices. For these reasons it is ideally suited for the fabrication of complex microsystems with unprecedented functionalities. The book is mainly focused on micromachining of transparent materials which, due to the nonlinear absorption mechanism of ultrashort pulses, allows unique three-dimensional capabilities and can be exploited for the fabrication of complex microsystems with unprecedented functionalities.This book presents an overview of the state of the art of this rapidly emerging topic with contributions from leading experts in the field, ranging from principles of nonlinear material modification to fabrication techniques and applications to photonics and optofluidics.
Download or read book Mise en forme de faisceaux de lasers de puissance dans le proche infrarouge par l ments diffractifs written by Estelle Neiss and published by . This book was released on 2007 with total page 159 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire présente une étude sur la mise en forme spatiale d’un faisceau laser de forte puissance dans le proche infrarouge par un élément optique diffractif. Une application en marquage laser de codes d’identification bidimensionnels est proposée dans le cadre de cette problématique. La faisabilité d’une telle application est examinée sous différents angles. D’une part les sources laser à fibre peuvent actuellement proposer des faisceaux dont la qualité à forte puissance est compatible avec l’utilisation d’un élément optique diffractif (facteur M2 proche de l’unité dans le proche infrarouge). L’étude des conditions de marquage laser d’un matériau a conduit à la définition des paramètres du faisceau incident (puissance, durée d’exposition) requis pour l’application proposée. D’autre part, le comportement thermomécanique de l’élément optique diffractif exposé à de fortes puissances a été examiné. Les déformations par expansion thermique ont été estimées et comparées aux tolérances de fabrication du composant. Dans le cas de l’application visée, ces déformations s’avèrent négligeables. Enfin, une méthode originale de micro-usinage laser dans l’ultraviolet d’un matériau hybride organique-inorganique obtenu par procédé sol-gel est proposée et étudiée pour la fabrication de l’élément optique diffractif à relief de surface. La méthode se révèle particulièrement adaptée à la structuration de ce substrat. La fabrication d’un relief multi-niveau a été démontrée. Le bilan de l’étude aboutit à des conclusions positives quant à la faisabilité de l’application, notamment à l’utilisation sans détérioration d’un composant diffractif soumis à de fortes puissances laser.
Download or read book Conception et fabrication d l ments optiques diffractifs E O D pour la mise en forme de faisceaux laser de puissance written by Manuel Flury and published by . This book was released on 2002 with total page 376 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire expose une étude sur la conception, la fabrication et les tests d'Eléments Optiques Diffractifs (E.O.D.) pour la mise en forme de faisceaux laser de puissance. Nous distinguons deux types d'E.O.D. relatifs aux deux principales approximations de la théorie scalaire de la diffraction : les éléments de Fourier et les éléments de Fresnel. La conception est alors effectuée à l'aide de l'algorithme itératif à transformée de Fourier et l'algorithme selon G. Yang et B. Gu. Nous étudions l'influence du diamètre du faisceau incident, du profil de phase, du facteur M2 et de la cohérence spatiale sur la reconstruction. Nous confirmons l'importance de la définition du faisceau incident par rapport aux performances désirées. Enfin, nous proposons deux techniques alternatives pour l'étape de fabrication : la Lithographie par Ablation Laser (L.A.L.) et la photolithographie par contact avec des masques flexibles. La première technique a nécessité la mise en œuvre d'une station de micro-usinage dédiée utilisant un laser impulsionnel KrF émettant à 248 nm. Par opposition à la gravure directe par ablation laser, la technique L.A.L. permet de fabriquer des E.O.D. binaires avec n'importe quel type de substrats. L'approche multiniveaux est démontrée grâce à un calibrage du processus d'ablation laser. Nous montrons également que la seconde technique est réduite pour l'instant au cas d'E.O.D. binaires pour des lasers de longueurs d'onde supérieures à 2 microns. Lors des tests, les longueurs d'ondes utilisées sont dans le domaine de l'infrarouge (laser à gaz carbonique et laser Nd:YAG) avec des irradiances moyennes et faibles. Nous proposons différentes configurations pour chaque laser. Ces suggestions sont validées par des simulations optiques grâce au modèle rigoureux de Turunen. De nouvelles applications avec des E.O.D. sont finalement présentées comme le marquage laser de motifs complexes et le brasage laser multipoints.
Download or read book Etude de l interaction laser mati re en r gime d impulsions ultra courtes written by Yoan Di Maio and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le laser à impulsions ultra-courtes constitue un procédé innovant et très avantageux pour la découpe de céramiques piézoélectriques PZT. Grâce à un fort confinement spatiotemporel de l'énergie au cours de l'interaction, ce système minimise les dégâts collatéraux et préserve l'intégrité physique du matériau sur des échelles micrométriques. Néanmoins, une propagation de faisceau mal maîtrisée, associée à des mécanismes d'interaction complexes fonction de la cible irradiée, peuvent impliquer de fortes disparités sur la qualité d'usinage. Dans le cadre d'une application industrielle donnée, ces travaux nous ont donc permis d'approfondir les principales étapes d'optimisation d'un tel procédé selon des critères de reproductibilité, de qualité et de rapidité. Pour cela, nous avons tout d'abord souligné l'influence des propriétés gaussiennes des faisceaux et de leur perturbation afin de définir la distribution énergétique au niveau des plans de focalisation. Aussi, la quantification de l'interaction via les critères de seuil et de taux d'ablation, d'incubation et de saturation a contribué à comprendre la réaction du matériau de manière macroscopique. Les problèmes méthodologiques inhérents à leurs calculs ont été mis en évidence et ont permis par la suite d'anticiper les formes d'usinage ainsi que les temps de procédé. Dans un second temps, l'optimisation des paramètres laser s'est appuyée sur des caractérisations aussi bien qualitatives pour l'aspect visuel que quantitatives avec l'estimation de la stoechiométrie et des contraintes résiduelles au niveau des flancs d'usinage. Nous avons en outre tiré profit de la piézoélectricité afin de développer une méthode d'observation in situ de la réponse à l'onde de choc laser contribuant à la compréhension des fissurations apparentes. Nous proposons au terme de ce travail un jeu de paramètres optimal pour la découpe de PZT assurant une bonne répétabilité du procédé tout en minimisant les défauts d'usinage comme la fissuration, les dépôts de surface et les irrégularités de bords. Des essais sur la mise en forme spatio-temporelle de faisceau sont enfin abordés principalement en tant que perspective d'accélération du procédé et encouragent son utilisation pour une future industrialisation.
