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Le micro-marquage dans le verre authentifie les produits La brièveté de l’impulsion d’un laser femtoseconde crée dans le verre des effets divers : micro-cracks, changement de coloration, changement d’indice de réfraction, densification locale de la matière, ou encore précipitation de nano-agrégats métalliques. Le marquage intra-volume consiste à inscrire des données dans l’épaisseur d’un matériau transparent, tel que le verre ou la silice, à l’aide d’un faisceau laser fortement convergent. Habituellement, le contraste s’obtient en produisant des micro-cracks à l’aide d’un faisceau laser nanoseconde (10 -9 s). Des structures DataMatrix dans le verre L’innovation apportée par les lasers femtosecondes réside dans la finesse du point élémentaire (jusqu’à 1 µm) et dans le non-endommagement du verre puisque le contraste s’obtient uniquement par un changement d’indice. John Lopez, Alphanov (Talence – 33), explique que "le principe du marquage intra-volume est de focaliser fortement un faisceau laser sous la surface du matériau. Avec un laser nanoseconde, l’énergie requise pour franchir le seuil est importante (quelques mJ), il y a donc un échauffement local significatif et l’interaction s’accompagne d’effets collatéraux indésirables, dont l’apparition de cracks dans le verre sur le trajet du faisceau au voisinage du point focal. Au contraire, avec un laser femtoseconde, la Code Datamatrix inscrit par le procédé Naginels dans l’épaisseur du verre d’une seringue. Source : Trackinside Logo FILIGLASS inscrit dans l’épaisseur du verre d’un flacon de parfum (procédé Naginels). Source : Trackinside brièveté de l’impulsion fait que l’intensité seuil est atteinte avec une très faible quantité d’énergie (µJ) qui réduit les effets collatéraux et offre une large panoplie d’effets possibles : micro-cracks, changement de coloration (non pérenne), changement d’indice de réfraction, densification locale de la matière, ou encore précipitation de nano-agrégats métalliques". Lorsque l’effet induit par le laser femtoseconde est un changement d’indice de réfraction, le contraste du marquage s’obtient en générant dans l’épaisseur du verre une structure diffractive, constituée de Cantilever obtenu par insolation laser puis gravure chimique sélective (procédé Femtoprint). Source : Université Technologique d’Eindhoven L A S E R f E M T O S E C O N D E lignes parallèles équidistantes, selon un motif défini (logo, DataMatrix, décor…). Les développements récents sur la technologie femtoseconde permettent aujourd’hui de disposer de sources industrielles de forte puissance moyenne et à très haute cadence (kHz voire MHz) : ceci rend les lasers très productifs pour ce type d’application. Ainsi, le procédé est aujourd’hui compatible avec les cadences industrielles, notamment dans le domaine pharmaceutique puisqu’il est possible de traiter jusqu’à dix pièces par seconde pour un code DataMatrix 1x1mm. Génération de guides d’onde et de nano-agrégats Une seconde application de la modification d’indice de réfraction dans les matériaux diélectriques est la génération de guides d’onde pour des applications en optique intégrée ou en optofluidique. Le guide d’onde ainsi créé est utilisé pour propager et guider un faisceau lumineux au travers de la matière. Par cette technique, il est possible de réaliser des microréacteurs en surface ou enterrés dans la silice, pour des applications microfluidiques, ou des microsystèmes optomécaniques monolithiques. Des développements récents ont également montré que l’insolation par laser femtoseconde dans l’épaisseur de verres spécifiques, permet d’induire une précipitation de nano-agrégats luminescents selon un agencement contrôlable : la propriété de luminescence de ces nano-agrégats se révélant sous un éclairage particulier. Ce dernier procédé peut être utilisé pour le stockage d’information pérenne, ou le marquage authentifiant ou anti-contrefaçon. ■ Jean-Yves Catherin <strong>Micronora</strong> inforMations - Mai 2011 21
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