Nieuwe ontladingstechniek moet laser krachtiger maken

HAALBAARHEIDSSTUDIE

Een CO₂-laser is een gaslaser die door middel van elektrische excitatie infrarood licht produceert. De laser werkt heel precies en is daarom uitermate geschikt om de meest hightechcomputerchips te vervaardigen. Willen we deze chips echter en masse produceren, dan moet het vermogen van de laser opgedreven worden. Het Vlaamse PRC Laser Europe onderzoekt samen met twee Nederlandse partners de technische realiseerbaarheid van de ‘next generation’ CO₂-laser.

Chips bevolken de moderne elektronische wereld. Vliegtuigen, computers, gsm’s, gps-toestellen: ze zitten allemaal vol met deze verpakte siliciumplakjes. Maar zoals het de moderne tijd betaamt, moet alles steeds sneller, kleiner en krachtiger. Hoe kleiner de transistoren, hoe meer er op een chip kunnen en hoe krachtiger de chip wordt. Die transistoren worden via laserlicht op de chip aangebracht. CO₂-laserlicht levert de meest gedetailleerde bestraling op, maar de CO₂-lasers hebben niet genoeg vermogen om een echte massaproductie van chips mogelijk te maken.

In een CrossRoads2-haalbaarheidsstudie gaat PRC Laser Europe na of een nieuwe ontladingstechniek het vermogen van de CO₂-laser kan verhogen. De Vlaamse producent van CO₂-lasers slaat hiervoor de handen in elkaar met de groep Elementaire Processen in Gasontladingen aan de Technische Universiteit Eindhoven en de Nederlandse firma Plasma Matters. Die laatste beschikt over krachtige software om via een wiskundig model de versterkingscoëfficiënt van de laser te berekenen. Concreet moet de studie leiden tot een computermodel dat een CO₂- (koolstofdioxide) en N₂- (stikstofgas) mixing laser simuleert.

De haalbaarheidsstudie heeft al een aantal resultaten geboekt. Zo kon reeds worden aangetoond dat de mixing configuratie in staat is een optische golf te versterken, wat de bouw van een laser mogelijk maakt. De volgende stap is het verder onderzoeken van de parameters, waaronder de afmetingen van de mixing-zone, de gasdrukken- en debieten, de ontladingsspanningen, enz. Op basis van dit wiskundig vooronderzoek zal een mixing module bekomen worden die in een volgende fase vertaald zal worden in een prototype.

Meer info: www.prclaser.com en www.tue.nl/en/ ;