LASER A ECCIMERI
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Il LABORATORIO LASER A ECCIMERI dell'ENEA di Frascati costituisce, dalla fine degli anni 70, un nucleo di elevata competenza sulle sorgenti laser a gas che emettono nella regione dell'ultravioletto. Il compito di questo laboratorio è di sviluppare, caratterizzare e ottimizzare sorgenti laser a eccimeri, nonché di studiarne le applicazioni sia scientifiche sia di interesse industriale. Una parte sostanziale del lavoro è dedicata al trasferimento del know-how acquisito su sorgenti e applicazioni alle PMI del settore.
Di seguito sono illustrate le sorgenti laser di cui è dotato il laboratorio e le applicazioni che sono state oggetto di studi negli ultimi anni.

SORGENTI DI RADIAZIONE


HERCULES: laser ad alta energia per impulso e con fascio di grande area


 
mezzo attivo XeCl
lunghezza d'onda di emissione 308 nm
durata impulso 150 ns
energia per impulso 10 J (con cavità piana-piana)
massima frequenza di ripetizione 10 Hz
dimensioni fascio laser 10 cm x 5 cm
configurazioni possibili cavità piana-piana, cavità instabile
a branca positiva,
amplificatore di impulsi corti (10 ns)
intensità raggiungibile con focalizzazione (f# = 3) > 1 TW/cm2
applicazioni ricristallizzazione di silicio amorfo, pulizia di graffiti, deossidazione di alluminio, indurimento da shock, rimozione controllata di strati di vernice da quadri antichi, nobilitazione di superfici tessili, generazione di plasmi

IANUS: laser a doppia regione di scarica e ad alta frequenza di ripetizione (brevetto ENEA)



 
mezzo attivo XeCl
lunghezza d'onda di emissione 308 nm
durata impulso 100 ns
energia per impulso 0.3 + 0.7 J (con doppia cavità piana-piana), 100 mJ (con cavità instabile oscillatore-amplificatore)
massima frequenza di ripetizione 100 Hz
dimensioni fasci laser 1.5 x 2 cm2 e 2 x 3 cm2
configurazioni possibili cavità piana-piana, cavità instabile
autofiltrante (SFUR), oscillatore-amplificatore
intensità raggiungibile con focalizzazione (f# = 3) > 1 TW/cm2
applicazioni verifica degli standard di misura I.S.O. relativi ai parametri di qualità ottica di un fascio

LELLO: laser ad impulsi ultracorti



 
mezzo attivo

coloranti organici

lunghezza d'onda di emissione 308 nm
durata impulso 0.5 ps
energia per impulso 10 μJ
massima frequenza di ripetizione 10 Hz
dimensioni fascio laser Φ  = 0.2 cm
energia raggiungibile dopo amplificazione con IANUS 10 mJ
potenza dell'impulso amplificato 2GW

Sorgente di radiazione X da plasma laser



 
spettro di emissione accordabile nell'intervallo 40 -1800 eV
durata degli impulsi a 1 keV 10 ns
durata degli impulsi
a 40 eV
120 ns
energia per impulso
a 40-70 eV
> 900 mJ
energia per impulso
a 300-500 eV
> 12 mJ
energia per impulso
a 0.8-1.6 keV
> 8 mJ
brillanza nella water-window (300-500 eV) 2x1017fotoni/(sec x mm2 x mrad2)
(0.1% larghezza di banda)
applicazioni microlitografia con luce nell'estremo ultravioletto per elettronica di consumo (EUVL), microscopia in vivo di batteri, alghe e funghi,  generazione di ioni pesanti, micro-radiografia, micro-dispositivi ottici, spettroscopia atomica

Sorgente di radiazione X da scarica capillare



 
gas Xenon
pressione di lavoro 5 * 10 -3 mbar
diametro scarica Φ = 0.5 mm
lunghezza capillare 10 mm
tensione / intensità di corrente 25 kV - 10 kA
frequenza di ripetizione 10 Hz
durata scarica 250 ns
durata impulsi 60 ns FWHM
energia emessa 40 mJ/sr su tutta la banda EUV (circa 4 mJ/sr a λ = 13.5 nm entro il 2% di banda)
temperatura elettronica del gas 30 - 40 eV
spettro di emissione 10 - 20 nm
applicazioni imaging, microscopia, spettroscopia, microlitografia, test di fotoresist, generazione di centri di colore, ablazione, test di ottiche nell'EUV, fluorescenza da raggi X

ATTIVITA'
I risultati ottenuti in quest'ultimo progetto sono stati riconosciuti con una menzione speciale, nell'ambito della premiazione delle eccellenze ENEA 2008, per le ricadute industriali della ricerca


ATTREZZATURA E STRUMENTAZIONE


COLLABORAZIONI


BREVETTI DEPOSITATI


PER SAPERNE DI PIU'



CONTATTI

   

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Ricercatore
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Ricercatore
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Questa pagina è stata aggiornata il 13 Marzo 2013
Autore: Daniele Murra