Fonctionnalisation de Fenêtres Optiques par Structuration Laser Femtoseconde – LAST_FLOW

Nous nous proposons d'étudier la faisabilité de la nanostructuration par ablation laser femtoseconde (laser-fs) pour concevoir une nouvelle architecture de surface optique multifonctionnelle. Cette technique a l'avantage d'être mono-étape et permet de structurer directement les surfaces planes et courbes de tout type de matériaux, avec des profils de motifs variés.
Il est possible de fabriquer par usinage laser-fs des matrices de trous microniques dans des mono ou multi-couches pour la réalisation de méta-surfaces. On peut ainsi obtenir des composants aux dimensions réduites et aux propriétés optiques complexes. En particulier, une telle architecture peut apporter des propriétés antireflets et superhydrophobes.
L'objectif principal du projet est de développer un procédé technologique d'ablation laser-fs pour réaliser des structures sub-longueur d'onde sur des fenêtres optiques en silicium et en germanium, pour des applications dans les moyen et lointain infrarouge respectivement. D'autres matériaux, tels le saphir et le diamant, seront également étudiés. De plus, un procédé LIPSS (structures de surface périodiques et induites par laser), permettant d'atteindre des nanostructures de taille bien inférieure à celle du spot laser, sera envisagé pour cibler les dimensions critiques pour des applications dans le domaine du visible.
Le challenge réside dans la conception et la validation d'une plate-forme de structuration laser de surface (plane ou courbe, mono ou multicouches) pour la réalisation de réseaux de trous micrométriques et à rapport d'aspect élevé. Cette plate-forme possèdera à terme une capacité de production à grande échelle et grande vitesse de larges réseaux à forte densité de motifs.
Dans un premier temps, il est prévu de fabriquer des démonstrateurs de 2'' de diamètre (dimension typique des optiques de nombreux systèmes Thales), puis de s'orienter vers des optiques courbes de 4'' afin de cibler un plus grand nombre de produits développés par le Groupe.