Des micro-miroirs résistants pour scalpel laser

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Publié le lundi 9 septembre 2013 11:38

Les chercheurs du Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (Institut Fraunhofer des systèmes et circuits micro-électroniques - IPMS), basé à Dresde, mais également des Instituts Integrierte Schaltungen (IIS) d'Erlangen et Lasertechnik (ILT) d'Aix-la-Chapelle, ont mis au point un système permettant de minimiser le risque d'infection lors d'une ouverture de décharge pratiquée au niveau de la calotte crânienne. Le chirurgien découpe l'os du crâne à l'aide d'impulsions à fort niveau d'énergie émises par un rayon laser femtoseconde, couplé à un bras articulé pour miroir. Entrent ici en jeu deux nouveaux types de micro-miroirs : le premier miroir oriente le rayon laser qui découpe dynamiquement l'os à partir du dessus de la calotte crânienne ; le deuxième permet de corriger les éventuelles erreurs de positionnement.

Les éléments miniaturisés sont conçus pour supporter des puissances laser allant jusqu'à 20 W, ce qui correspond plus ou moins à deux cents fois la charge des micro-miroirs classiques. Cette performance est rendue possible par le remplacement de la couche d'aluminium conventionnelle d'environ 100 nm d'épaisseur par des couches « électriques » fortement réfléchissantes placées sur le substrat de silicium des micro-miroirs. Dans le domaine spectral visible, ces couches réfléchissent non pas 90 % mais 99,9 % du rayonnement laser. La puissance laser qui s'introduit dans le substrat est donc moindre, permettant ainsi aux miroirs de supporter une charge plus élevée.

Le défi consistait avant tout en la mise en place du revêtement du substrat de silicium, ce dernier mesurant à peine quelques µm d'épaisseur. Pour atteindre la réflectivité souhaitée, il a fallu appliquer de nombreuses couches différentes dont l'épaisseur totale ne dépassait pas, là non plus, quelques µm. Leurs contraintes, mais également leurs différences en termes de dilatation thermique par forte température, entraînent un bombement du substrat et donc une dégradation de la qualité optique du miroir. Pour remédier à ce problème, l'envers du substrat a été recouvert d'un revêtement identique.

(Crédit photo : Fraunhofer IPMS)

Source : www.photonik.de