Desenvolvimento de um sistema de gravação e marcação colorida a laser de Ti:safira pulsado fentosegundos através da formação de nanoestruturas (ripples) na superfície de diferentes materiais

• Processo: 15/15990-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2016
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Fatima Maria Mitsue Yasuoka
• Beneficiário: Fatima Maria Mitsue Yasuoka
• Empresa: BR Labs Tecnologia Óptica e Fotônica Ltda
• Município: São Carlos
• Pesquisadores principais: Marco Antonio Alves de Souza
• Pesquisadores associados: Alessandro Fraga Farah ; Filippo Ghiglieno ; Jarbas Caiado de Castro Neto ; José Matheus Sanches ; Luciana de Matos ; Lucimara Cristina Nakata Scaduto ; Luis Gustavo Sabino
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/11780-5 - Desenvolvimento de um sistema de gravação e marcação colorida a laser de Ti:Safira pulsado fentosegundos através da formação de nanoestruturas (ripples) na superfície de diferentes materiais, BP.TT
• Assunto(s): Lasers de corante Materiais nanoestruturados Propriedades ópticas Polarização Materiais metálicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Laser de Fibra | laser Ti:safira fentosegundos | nanoestruturas | ripples | sistema de gravação e marcação a laser colorida | sistema RGB | Óptica Fotônica

Resumo

Este projeto propõe o desenvolvimento de um sistema de gravação e marcação a laser sobre diferentes materiais utilizando o laser de Ti:Safira pulsado na faixa de fentosegundos para produzir nanoestruturas orientadas (ripples) na superfície destes materiais, cujo objetivo é gerar padrões específicos de cor para a visualização em superfícies de materiais. Nanoestruturas de precisão em superfícies e modificações nas propriedades do material são resultados inovadores relevantes utilizando lasers de radiações ultrarrápidas. As características do material podem ser projetadas em escalas médias entre microscópico a nanoscópicas, produzindo novas propriedades ópticas. A possibilidade de alcançar modificações em materiais, usando pulsos ultracurtos via geração de estruturas dependentes da polarização, podem gerar os padrões de cores específicos. Estas nanoestruturas orientadas criadas sobre a superfície do metal, chamados de ondulações (ripples), é tipicamente menor do que o comprimento de onda do laser e está na faixa do espectro visível. Deste modo, um processo de coloração complexo do material, envolvendo impressão, calibração e leitura, tem sido realizado para associar a priori cores definidas. Este novo método baseado no controle de orientação de nanoestrutura induzido a laser, permite acumular grande quantidade de informações em uma superfície mínima, propondo novas aplicações para a marcação a laser e novos tipos de códigos de identificação de cores. A tecnologia de fabricação do laser de Ti:Safira CW já é totalmente dominada pela empresa BR Labs Indústria e Comércio, neste trabalho pretende-se otimizar o laser Ti:Safira pulsado fentosegundos, para realização da montagem experimental necessária para a aplicação em sistema de marcação e gravação colorida através das nanoestruturas orientadas. A inovação pretendida neste trabalho é o desenvolvimento destas nanoestruturas otimizadas para geração de três cores padrões do sistema RGB, sendo três padrões fixos de nanoestruturas, compartilhando em proporções variáveis um pequeno elemento de área pré-definido, cujo comportamento pode ser visualizado e caracterizado como o de um "pixel". Um algoritmo para transcrição direta de imagens escaneadas previamente para o código correspondente de cores será desenvolvido. A obtenção da cor composta pode ser obtida pela proporção de área de cada componente ou pela variação na morfologia das nanoestruturas. (AU)