In cadrul Fazei I, in conformitate cu obiectivele si Planul de Realizare a proiectului NANOLAS, au fost configurate sistemele laser care vor fi dezvoltate in cadrul proiectului:

1. Sistem laser YAG:Nd cu emisie in pulsuri de sute de picosecunde in domeniul spectral UV – IR, cu energii per puls in gama 1-10 mJ.

2. Sistem laser cu emisie in pulsuri de sute de femtosecunde in infrarosu apropiat, configurat din module laser comerciale

1. Configurarea sistemului laser YAG:Nd cu emisie in pulsuri de picosecunde.

   Caracteristicile de fascicul ale sistemului laser, specificate in obiectivele proiectului, sunt urmatoarele:

• Lungimea de unda de emisie: 1064 nm, 532 nm si 266 nm;

• Durata pulsului laser: in jur de 500 ps / 1064 nm, 400 ps / 532 nm, 300 ps / 266 nm;

• Energie per puls: 10 mJ / 1064 nm; 5 mJ / 532 nm; 1 mJ / 266 nm;

• Frecventa de repetitie a pulsurilor laser: max.10 Hz.

Pentru a realiza parametrii de performanta mentionati mai sus, sistemul laser a fost configurat intr-o structura oscilator pilot – amplificator cu doua treceri. Sistemul cuprinde in principal un laser Nd:YAG cu rezonator microchip in regim Q-switch pasiv pompat cu dioda laser, ca oscilator-pilot, un amplificator Nd:YAG cu treceri multiple pompat cu flash si un etaj de conversie de frecventa realizat cu cristale neliniare tip KTP si BBO. Un izolator optic protejeaza etajul oscilator de reflexiile parazite provenite de la amplificator si etajul de conversie a frecventei. Dupa iesirea din izolatorul optic, fasciculul este dirijat intr-un amplificator cu doua treceri si apoi la etajul convertor de frecventa cu ajutorul unor oglinzi total reflectante la lungimea de unda laser de 1064 nm. Fasciculul laser de iesire cu lungimea de unda de 1064 nm, 532 nm sau 266 nm, este extras cu ajutorul a trei seturi de oglinzi de mare reflectivitate la 1064 nm,532 nm, respectiv 266 nm.

Gradul de noutate al sistemului laser dezvoltat in cadrul prezentului proiect rezida in:

i) Combinarea unui laser sub-nanosecunda cu microchip pompat cu dioda laser cu un amplificator de castig mare cu treceri multiple pompat cu lampa flash, pentru a obtine un sistem laser in pulsuri ultra-scurte de energie mare, sigur in functionare, compact si cu un pret de cost coborat;

ii) Solutii originale aplicate in dezvoltarea rezonatorului laser microchip si a etajului amplificator cu treceri multiple.

2) Configurarea sistemului laser cu emisie in pulsuri de femtosecunde.

Sistemul laser cu emisie in pulsuri de fs a fost configurat din module laser comerciale, pe baza unei analize de oferte. Au fost receptionate 15 oferte pentru sistemee laser cu emisie in pulsuri de femtosecunde de la 6 firme producatoare.

In urma analizei ofertelor si a negocierilor purtate cu producatorii, a fost selectat un sistem oscilator-amplificator tip CPA-2001 produs de ClarK-MXR, Inc., SUA, (sistem reinnoit de firma producatoare la standardele unui aparat nou), pe baza urmatoarelor considerente

i)- Parametrii de fascicul laser optimi, care asigura o gama foarte larga de aplicatii in nanotehnologii:

- Lungimea de unda: 775 nm;- Durata pulsului laser: < 150 fs

- Energia pulsului laser: > 0,8 mJ la 1 kHz frecventa de repetitie;

ii)- Cel mai scazut pret pentru un sistem oscilator-amplificator.

iii)- Perioada de garantie: 5 ani pentru oscilator, 1 an pentru intreg sistemul.

iv)- Plata in doua rate anuale: 2005 / 2006.

Caracteristicile de fascicul ale sistemului CPA-2001 il recomanda drept un instrument fotonic performant pentru o gama larga de aplicatii in micro- si nanotehnologii:

-Fotopolimerizare prin absorbtie de doi fotoni;

-Microscopie multi-foton;

-Spectroscopie neliniara: dinamica DNA, dinamica lichidelor si sticlelor, tehnici similare RMN pentru tranzitii de vibratie.

-Microprocesari: taieri si gauriri, practic pentru toate tipurile de materiale;

-Microgauriri pentru realizareea de micro-dispozitive de dirijare a fluidelor;

-Gravari si inscriptionari in materiale transparente;

-Formare de dispozitive fotonice in medii transparente (retele Bragg, cuplori, ghiduri de unda, memorii 3-D);

-Activare si chirurgie laser, spectroscopia tesuturilor biologice;

-Procesarea materialelor sensibile la temperatura.