Microfabricação por fotopolimerização via absorção de 2 fótons · Linha vista com objetiva...

LOGOEdit your company slogan

Microfabricação por fotopolimerização via

absorção de 2 fótons

Aparato Experimental e Implementação

Vinicius Tribuzi R. P. Gomes,

Daniel S. Corrêa,

Cleber Renato Mendonça

LOGOwww.themegallery.com

Introdução

Neste projeto utilizamos lasers de

femtosegundos na fabricação de sistemas

poliméricos em escala microscópica, com

propriedades ópticas interessantes para

dispositivos fotônicos.

Implementamos um sistema de

microfabricação via fotopolimerizacao por

absorção de dois fótons.

H. B. Sun, S. Kawata, Nmr - 3d Analysis - Photopolymerization.

SPRINGER-VERLAG BERLIN, Berlin, 2004, p. 169-273.

Essa nova técnica de microfabricação oferece uma série de

vantagens sobre outras técnicas convencionais, a destacar:

sua capacidade para produzir estruturas tridimensionais sem

limitações topológicas, e sua alta resolução espacial, que

pode exceder o limite de difração.


Introdução

Com um feixe gaussiano sendo

focalizado sobre uma amostra,

temos que a intensidade varia

com o inverso do quadrado da

distância ao plano focal no eixo

óptico (z).

Desta forma, a excitação fica

confinada ao longo do eixo z, mas

também no plano xy, uma vez que

estamos focalizando o feixe e,

portanto, teremos a mesma

energia iluminando uma área

menor

Processos por 2 fótons


Aparato Experimental

Espelhos móveis

Deslocamento e suporte da amostra

Shutter

Sistema de monitoramento

Objetivas e Microscópio

Aparato



CCD

camera

Laser

Expansão

do feixe

Espelhos

moveis

resinaespaco

vidro (150 micron)

vidro (150 micron)Objetiva

Iluminação

CCD

camera

Laser

Expansão

do feixe

Espelhos

moveis

resinaespaco

vidro (150 micron)

vidro (150 micron)Objetiva

Iluminação



Usamos uma fonte de iluminação guiada

por fibra óptica e com intensidade ajustável.

Esta fonte é direcionada em sentido oposto

à propagação do laser. Um filtro é

adicionado de forma a evitar que luz de

comprimentos de onda curtos incida sobre a

amostra, evitando assim que o sistema de

iluminação fotopolimerize a amostra. Essa

luz incide sobre um divisor de feixe, sendo

desviada para a câmera CCD onde a

fotopolimerização pode ser monitorada em

tempo real, graças a diferença de índices de

refração entre a resina não polimerizada e o

polímero final.


LabView

Através da linguagem de

programação Labview podemos

controlar simultaneamente, em um

mesmo programa, os espelhos

móveis, o motor de passo, que

desloca a amostra no eixo z, e o

obturador.

Coordenando a operação desses

três componentes do aparato

podemos fotopolimerizar a amostra

de forma a criar microestruturas na

forma que desejarmos.




Movimenta a

amostra na

direção de

propagação do

feixe laser

Junto com os

espelhos móveis

da ao objeto sua

estrutura

tridimensional

Deslocamento



Para controlar as regiões que serão excitadas

pelo laser usamos dois espelhos acoplados a

motores galvanométricos, orientados de forma

a fazer o feixe laser se deslocar nas direções x

e y.

O obturador deve ser controlado de forma a

bloquear o feixe laser quando a amostra estiver

se deslocando apenas para redirecionar o

ponto focal para a posição desejada, porém

sem fotopolimerizar o material.

espelhos


Processo de Fabricação



Para testar o funcionamento do aparato experimental usamos um LED

emitindo luz azul na região de 470 nm. Neste caso, temos

fotopolimerização por absorção de um fóton. Algumas estruturas simples

foram feitas.

Linha vista com objetiva de aumento de 10 vezes Linhas cruzadas vista com objetiva de 4 vezes.



Posteriormente, usamos um

oscilador laser para realizarmos

testes usando a fotopolimerização

por absorção de dois fótons.

Pode-se notar que aqui temos

estruturas bem menores que no

caso por um fóton.

Estrutura vista com objetiva de aumento de 40 vezes.


Conclusões e Perspectivas

O aparato mostrou bom funcionamento estando apto a realizar

a tarefas para as quais foi projetado. Sendo assim, pretendemos

investigar características como velocidade de varredura e

potência média do laser de forma a conseguirmos o menor

volume fotopolimerizado possível.

Numa outra etapa pretendemos fabricar microestruturas mais

complexas e funcionais para serem utilizadas em diversas

aplicações que vão desde fotônica à biofotônica.


Agradecimentos

http://www.fotonica.ifsc.usp.br/

Microfabricação por fotopolimerização via absorção de 2 fótons · Linha vista com objetiva...

Documents

Transcript of Microfabricação por fotopolimerização via absorção de 2 fótons · Linha vista com objetiva...