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Laser Surface Engineering

Nous nous consacrons au micro-usinage des matériaux par le biais d’impulsions laser ultra-courtes, allant du développement au contrôle de processus ainsi qu’à son pilotage.

Notre laboratoire

Nous sommes spécialisés dans le micro-usinage laser à haut débit, avec une précision maximale sur divers matériaux.
Nous optimisons l’efficacité des processus, des stratégies d’élimination ainsi que des méthodes de guidage et de formation du faisceau. En outre, nous élaborons des solutions de synchronisation entre les lasers à taux de répétition élevé (plage MHz) et les systèmes de guidage du faisceau et d’usinage pour une précision maximale.

Prestations

Nous mettons notre savoir-faire et notre infrastructure à disposition de partenaires externes dans le cadre de travaux d’études, de mandats de recherche ou de projets communs financés par des tiers. N’hésitez pas à nous contacter pour de plus amples informations ou à vous informer via notre:

Brochure

Compétences

Nous intervenons principalement dans les domaines suivants :

  • Élimination

Avec nos lasers à impulsions courtes (ns) et ultra-courtes (ps, fs), nous procédons à l’élimination et à la structuration de divers matériaux tels que les métaux, les céramiques, les semi-conducteurs, les plastiques, les verres et les cristaux. Nous accordons ici la priorité à l’optimisation du processus d’élimination et à l’efficacité de ce dernier.

  • Structuration superficielle

Nous élaborons des stratégies et des méthodes garantissant la production ciblée de structures superficielles avec des dimensions inférieures au µm et jusqu’au mm.

  • Développement de processus spécifiques au client

Grâce à notre vaste savoir-faire et à nos connaissances approfondies, nous sommes en mesure de développer et de mettre en œuvre des processus optimisés en fonction de votre application.

  • Méthodes d’usinage ultra-précises et rapides

En synchronisant les scanners (galvanométriques ou polygones) avec le train d’impulsions laser ayant des taux de répétition pouvant atteindre plusieurs MHz, nous obtenons une précision maximale et hors de portée avec les méthodes conventionnelles. En outre, dans le cas des scanners galvanométriques, nous utilisons une technologie développée par nos soins et brevetée.

  • Pilotage et combinaison d’axes pour l’usinage laser

Avec notre homologue, à savoir l’Institut I3S, nous associons des scanners (galvanométriques et polygones) à divers axes mécaniques (linéaires et axes de rotation) afin d’optimiser l’exécution de vos processus. Pour une précision inégalée, nous employons notre propre technologie de synchronisation.

  • Test et évaluation

Nous testons et évaluons la qualité de nouveaux composants (guidage du laser et du faisceau) dédiés à des applications de micro-usinage laser.

  • Ellipsométrie à haute température

Nous pouvons mesurer tout aussi bien l’indice de réfraction que l’indice d’absorption des métaux en fonction de la température, des solides aux liquides.

Institute for Applied Laser, Photonics and Surface Technologies ALPS

Avec nos technologies clés tournées vers l’avenir nous permettons le développement de processus modernes, numérisés pour la production, la modification et l’analyse des matériaux.

Outre les composants mentionnés ci-après séparément, le laboratoire laser dont la température est contrôlée dispose des installations suivantes :

  • Écluse de dépoussiérage, système de boîtes de débit, alimentation en électricité, eau et gaz (azote, argon)
  • Tables optiques, optomécanique, gammes de lentilles, miroirs et lames à retard, objectifs
  • Nombreux axes linéaires commandés, systèmes 2 et 3 axes prévus pour des plages de fonctionnement et des niveaux de précision divers, et un système 5 axes commandé.
  • Divers capteurs de puissance (plage spectrale de 190 nm à 11 μm, plage de puissance de 10 nW à 300 W)
  • Autocorrélateurs pour mesurer la durée d’impulsion en ps et fs
  • Systèmes de profilage de faisceau.

Principaux systèmes laser

DUETTO: système laser picoseconde (Time Bandwidth Products):

  • Puissance de sortie 6 W @ 1064 nm
  • Taux de répétition 50 kHz – 1 MHz
  • Énergie d’impulsion jusqu’à 200 μJ @ 1064 nm
  • Durée d’impulsion < 12 ps
  • Longueurs d’onde 1064 nm, 532 nm, 355 nm
  • Qualité du faisceau M2 < 1.3 (TEM00).

DUETTO Burgdorf Amplifier : amplificateur optionnel avec diviseur de fréquence utilisé en complément du système DUETTO décrit ci-dessus. Il permet d’augmenter les plages d’énergie d’impulsion jusqu’à 600 μJ et les taux de répétition d’impulsion de 50 kHz à une impulsion unique.

FUEGO: système laser picoseconde (Time Bandwidth Products):

  • Puissance de sortie 45 W @ 1064 nm
  • Taux de répétition 200 kHz – 8.2 MHz
  • Énergie d’impulsion jusqu’à 200 μJ @ 1064 nm
  • Durée d’impulsion < 10 ps
  • Longueurs d’onde 1064 nm, 532 nm, 355 nm
  • Qualité du faisceau M2 < 1.3 (TEM00)
  • FlexBurst.

PICOBALDE II: système laser picoseconde (Lumentum):

  • Puissance de sortie 50 W @ 1064 nm
  • Taux de répétition 200 kHz – 8.2 MHz
  • Énergie d’impulsion jusqu’à 200 μJ @ 1064 nm
  • Durée d’impulsion < 10 ps
  • Longueur d’onde 1064 nm
  • Qualité du faisceau M2 < 1.3 (TEM00)
  • FlexBurst
  • AccuTrig.

SATSUMA HPII: système laser femtosecondes (Amplitudes Systèmes):

  • Puissance de sortie 20 W @ 1030 nm
  • Taux de répétition 500 kHz – 2.0 MHz
  • Énergie d’impulsion jusqu’à 40 μJ @ 1064 nm
  • Durée d’impulsion < 350 fs
  • Longueurs d’onde 1030 nm, 515 nm, 343 nm
  • Qualité du faisceau M2 < 1.3 (TEM00)
  • Salves d’impulsions.

Autres systèmes laser fs et ps utilisés pour des projets de recherche spécifiques:

Laser à fibre ns IPG @ 1064 nm
Le laser à fibre pulsé Ytterbium d’IPG est adapté aux applications industrielles et propose des énergies d’impulsion jusqu’à 1 mJ pour une qualité de faisceau de M2 < 2. Il offre une sélection de 8 durées d’impulsion dans la plage ns, ce qui permet d’optimiser et d’étudier des processus.
Spécifications:

  • Puissance de sortie 20 W
  • Taux de répétition 1.6 – 1000 kHz
  • Énergie d’impulsion < 1 mJ
  • Durée d’impulsion 4, 8, 14, 20, 30, 50, 100 ou 200 ns.

Laser à fibre ns IPG @ 532 nm
Le laser à fibre pulsé Ytterbium d’IPG est à double fréquence et propose des énergies d’impulsion jusqu’à 16 μJ pour une qualité de faisceau de M2 < 1.2.
Spécifications:

  • Puissance de sortie 5 W @ 300 kHz
  • Taux de répétition 20 – 300 kHz
  • Énergie d’impulsion 16 μJ @ 300 kHz
  • Durée d’impulsion 1.5 ns @ 300 kHz.

Scanner

Scanner galvanométrique :
Les scanners galvanométriques sont particulièrement adaptés à la structuration superficielle. Divers systèmes intelliSCAN et excelliSCAN sont utilisés pour les trois longueurs d’ondes avec des objectifs d’une focale de 50 – 255 mm.

Scanner polygone :
Nous disposons d’un scanner polygone LSE170STD de NextScan Technologies pour les applications très rapides nécessitant une puissance élevée.

Contact

Pour plus d’informations, n’hésitez pas à nous contactez ou à rencontrer nos spécialistes lors de nos divers événements nationaux ou internationaux. Une collaboration est avantageuse pour tous les partenaires : votre entreprise, la société et la Haute école spécialisée bernoise.