Recentment, un equip d'investigadors deUniversitat de Tohokual Japó ha utilitzat amb èxit un raig làser personalitzat polaritzat radialment per centrar-se a l'interior d'un material per produir petits punts de llum, que al seu torn millora significativament la resolució del processament del material làser.
Aquest enfocament innovador, detallat a la revista Optics Letters, revoluciona la tecnologia de processament làser.
La tecnologia de processament làser té un paper vital en diverses indústries, com ara l'automoció, els semiconductors i la farmacèutica, especialment en el mecanitzat de precisió com ara la perforació i el tall. Tot i que les fonts làser de pols ultracurt han estat capaços d'aconseguir un processament precís a escala de micres a desenes de micres, la indústria moderna i la investigació científica han vist una demanda creixent de processament a menor escala, amb una precisió per sota dels 100 nanòmetres convertint-se en un obstacle insuperable per a la tecnologia actual.
Els investigadors de la Universitat de Tohoku es van centrar en raigs làser polaritzats radialment, raigs vectorials especials que generen camps elèctrics longitudinals al punt focal, donant lloc a un punt més petit que els feixos convencionals. Tot i que aquesta propietat mostra un gran potencial de processament, la fotorefracció a la interfície aire-material fa que la taca es debiliti dins del material, limitant la seva aplicació.
Per superar aquest repte, l'equip d'investigació va emprar creativament la tècnica d'objectiu d'immersió en oli, que s'utilitza habitualment en biomicroscòpia. Aplicant l'objectiu d'immersió en oli a asubstrat de vidre processat amb làser, la llum no es doblega en passar per l'oli i el vidre immersos perquè l'oli i el vidre tenen índexs de refracció similars, assegurant així l'estabilitat i la precisió del punt.
Els investigadors van aprofundir més en el comportament dels feixos polaritzats radialment i van trobar que el camp longitudinal es millora molt quan el feix està enfocat i es combina amb una pantalla circular. Aquest efecte de millora prové de la reflexió total de l'angle de convergència elevat a la interfície vidre-aire. Utilitzant aquest feix anular polaritzat radialment, l'equip va aconseguir crear un petit punt focal.
Després van aplicar la tècnica al processament de superfícies de vidre amb un raig làser polsat ultracurt. El pols convertit es dispara una vegada a la part posterior del substrat de vidre per crear un 67-forat de diàmetre nanomètric al material, una mida que és aproximadament 1/16 de la longitud d'ona del feix làser, millorant significativament la precisió del processament.
Aquest avenç no només millora la precisió del processament directe del material mitjançant un camp elèctric longitudinal millorat, sinó que també ens proporciona una manera senzilla d'aconseguir escales de processament de menys de 100 nanòmetres", va dir Yuichi Kozawa, professor associat de l'Institut de Multidisciplinari de la Universitat de Tohoku. Research in Advanced Materials (IMRAM) i un coautor de l'article, això obrirà noves possibilitats per a la nanofabricació làser en diversos camps industrials i científics".
