Descrizione della commessa "Sviluppo di tecniche di diagnostica ottica, microscopia ed interferometria (MD.P03.022)"

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  • Descrizione della commessa "Sviluppo di tecniche di diagnostica ottica, microscopia ed interferometria (MD.P03.022)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Applicazione dei dispositivi ottici e fotonici a diversi campi dalle telecomunicazionio alle biotecnologie, e sensoristica. (literal)
Strumentazione
  • - Apparati di itpo interferometrico per caratterizzaione di materiali, dispositivi e processi ed in particolare: - inteferometri del tipo Mach-Zhender, Michelson e olografico, nella configurazione a microscopio e non e ad una o piu' lunghezza d'onda; - interferometri nell'IR con laser a CO2 Apparato per litografia - apparato di litografia interferometrica in camera pulita; Sorgenti laser: - laser nel visibile, IR ed UV; Apparati di microscopia a sonda (AFM); - Modulatori Spaziali di Fase (Spatial Light Modulator) a cristalli liquidi per generazione di fasci e ricostruzione ottica di ologrammi digitali. (literal)
Tematiche di ricerca
  • -sviluppo di metodi avanzati per migliorare le prestazioni di apparati di microscopia interferometrica e confocale (risoluzione laterale, risoluzione verticale, profondità di campo) per la caratterizzazione di materiali, microstrutture e dispositivi (es. MEMS, MOEMS, campioni biologici); -studio e sviluppo di tecniche innovative di \"liquid actuation\" in sistemi opto/microfluidici per microlenti liquide, self-assembling di polimeri, nano-dispensing, con applicazioni in ottica e bio-chimica; -sviluppo di tecniche olografiche di imaging 3D (sia nel visibile che nel lontano IR e THz) ; -sviluppo di fotolitografia interferometrica per nano-micro-strutturazione di materiali di interesse ottico; -Caratterizzazione interferometrica di fasci singolari ; -generazione di radiazione UV attraverso processi nonlineari in cristalli ferroelettrici e con cavità risonanti; -studio della sincronizzazione in diversi sistemi complessi (es. laser CO2) che simulano oscillatori nonlineari forzati o la dinamica di sistemi eccitabili. -sviluppo di tecniche innovative di microscopia a sonda per caratterizzazione di materiali e processi. (literal)
Competenze
  • I partecipanti alla commessa dovranno avere competenze sui seguenti aspetti dell'ottica: - interferometria, microscopia, tecnoche di imgaing, ottica non-lineare. Le compnetenze dovranno essere inoltre estese anche all'impiego delle seguneti apparecchiature e strumentazioni: - apparato di litografia, interferometrica, interferometri in diverse configurazioni; - sistemi di acquaisizione di immagini, quali CCD e CMOS ed elaborazine di immagini per estrazione di informazioni da sistmi di frange di interferenza; - impiego di sorgenti laser nel visibile e nell'UV; - apparati per il poling elettrico di cristalli ferroelettrici; - trattamento e caratterizzaione di cristalli per l'ottica non-lineare; - osservazione e valutazione con microscpio ottico in diverse configurazioni; - competenza nell'approntare un set-up di misura inteferometrico/olografico; - competenza nei processi di preparazione campioni per litografia; - competenze nell'impiego di microscopi a scansione di sonda per caratterizzare materiaili e dispositivi; - metodi di preparazione e trattamento per l'osservazione al microscopio intefrerometrico di campioni biologici. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I risultati finora ottenuti hanno permesso di ottenere 4 brevetti di invenzione industriale 1) Sviluppo di un Microscopio Olografico a ricostruzione numerica per caratterizzare strutture MEMS per possibile uso industriale. 2) Realizzazione di sistemi di scrittura diretta per mezzo di sistemi laser nell'UV. 3) sviluppo di sistemi di visualizzazione 3D nel visibile e nell'IR; 4) sviluppo di microsistemi optofluidici e microfludici per applicazioni in diversi campi (lab-on-chip, sensoristica,homeland security, etc.). 5) sviluppo di sitemi OPO nel medio IR per spettrocsopia laser. (literal)
Tecnologie
  • - Metodi e porcessi di litografia e processi di \"attocco\" chimico in umindo per microstrutturazione di cristalli ferroelettrici. (literal)
Obiettivi
  • -migliorare la risoluzione spaziale trasversale (super-risoluzione) e verticale in microscopia interferometrica (MI) e e scansione di sonda. - sviluppo metodi MI per controllo in tempo reale di inversione di domini ferroelettrici su scala micrometrica - realizzare/caratterizzare microstrutture e nanostrutture di superficie - sviluppo di sistemi micro-opto-fluidici, per applicazioni alla biologia; tecniche litografiche di self-patterning in polimeri. - sviluppo di sorgenti UV e cavità ottiche ad alta finesse in mezzi solidi e liquidi. - sviluppo di microsistemi con varie funzionalità (es. funzionalizzazione di cristalli ferroelettrci per applicazioni alle biotecnologie. - sviluppo di metodi di imaging 3D commediante tecniche Olografiche (nel visibile e nel medio IR). -sviluppo di sitemi di imaging compatti e a basso costo per applicazione su Lab-on a Chip. (literal)
Stato dell'arte
  • La microscopia interferometrica e quella a scansione di sonda sono essenziali per caratterizzare accuratamente microdispositivi ottici e fotonici per diverse applicazioni (es. misure di profilo, ispezione di materiali biologici, processi dinamici, caratterizzazione in-situ per microfluidica). Tuttavia è necessario un continuo sviluppo di tecniche per rispondere alle esigenze sempre più spinte in termini di prestazioni (es. risoluzione, high-throughput), integrazione di materiali e processi tecnologici (es. Lab-on-chip) e flessibilità di impiego (es. nuovi materiali). Inoltre è di particolare interesse l'imaging 3D per consentire ispezioni complete. D'altronde la realizzazione di dispositivi innovativi richiede processi di fabbricazione sempre più complessi. E' quindi necessario sviluppare tecniche di litografia e micro-strutturazione con elevato grado di flessibilità ma conservando e possibilmente migliorando la risoluzione superando i limiti della litografia tradizionale. Inoltre, sia per la caratterizzazione che per la fabbricazione, si rende necessario lo sviluppo di nuovi laser con caratteristiche e prestazioni elevate che attualmente non sono disponibili. (literal)
Tecniche di indagine
  • Sviluppo e impiego di metodologie per estrazione di mappe di fase quantitative da sistemi di frange interferometriche; Sviluppo e imnpiego di metodologie di indagine per consentire di adattare gli apparati di tipo interferometrico ai diversi tipo di materiali, dispositivi e/o processi. -Sviluppo di stategie per migliorare la risoluzione spaziale di apparati di tipo interferometrico. (literal)
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