Een ‘laserprinter’ ter grootte van een schoenendoos waar CAD-tekeningen in gaan en glazen labs-op-een-chip uitkomen. Dat is de gedroomde uitkomst van het Europese Femtoprint-project, dat deze maand van start gaat onder leiding van de Eindhovense onderzoeker Yves Bellouard.

Met zijn idee mikt Bellouard vooral op kleine, innovatieve bedrijfjes die nu en dan een paar prototypes of kleine series van labs-op-een-chip willen maken. Nu is de productie nog voorbehouden aan grotere bedrijven die zich de benodigde investeringen in cleanrooms en apparatuur kunnen veroorloven. Die zijn uiteraard pas geïnteresseerd als ze volume kunnen draaien.

Bellouards idee is om het gewenste 3D-patroon in het glas te branden met behulp van een femtosecondelaser. Zo’n apparaat genereert lichtpulsjes van enkele honderden femtoseconden, met een zeer hoge energie-inhoud.

In het brandpunt van de laser is het vermogen hoog genoeg om de chemische structuur van glas (‘fused silica’) te wijzigen. Hierdoor verandert de brekingsindex, maar ook de gevoeligheid van het materiaal voor sterke zuren. Je kunt dus met de laser een 3D-kanalenpatroon uittekenen in het glas, en vervolgens al het behandelde materiaal in één keer weg-etsen.

Belangrijk voordeel is dat je hier in principe geen cleanroom voor nodig hebt. De buitenkant van het glas blijft immers intact, zodat er sowieso geen stof in de kanaaltjes kan komen. Tenzij je etsmiddel is vervuild, maar om dát te voorkomen is niet zo’n hoge investering nodig.

Een uitdaging is nog wel om de femtosecondelaser zo ver te verkleinen dat hij daadwerkelijk in een schoenendoos past. Binnen het project tekent hiervoor Amplitude Systèmes, een laserbouwer uit Pessac bij Bordeaux. Andere partners komen uit Frankrijk, Duitsland, Zwitserland en Engeland.

bron: TU/e, Cursor