BRPI1009990B1

BRPI1009990B1 - "método e dispositivo para estruturação da superfície de um corpo sólido revestido de material rígido por meio de um laser"

Info

Publication number: BRPI1009990B1
Application number: BRPI1009990A
Authority: BR
Inventors: Engel Andy; Boegli Charles; Reisse Günter; Boettcher Rene; Weissmantel Steffen; Steffen Werner
Original assignee: Boegli Gravures Sa
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2019-09-03
Also published as: EP2414130A1; CA2756840A1; EP2414130B1; JP2012521892A; WO2010111798A1; US9993895B2; CN102369081A; CN102369081B; ES2534982T5; EP2414130B2; BRPI1009990A2; ES2534982T3; RU2567138C2; JP5414884B2; PL2414130T5; RU2011139388A; US20120018993A1; PL2414130T3; PT2414130E; CA2756840C

Abstract

"método e dispositivo para estruturação da superfície de um corpo sólido revestido de material rígido por meio de um laser". no método para a estruturação de pelo menos uma área de uma superfície de corpo sólido (9, 1 o) provida com um revestimento de ta-c, por meio de um primeiro laser (1 ), preferencialmente um laser de excímero tendo durações de pulso na faixa de nanossegundo, uma primeira estrutura é produzida, sobre a qual uma segunda estrutura como uma ondulação é sobreposta por meio de um segun do laser (15) que tem durações de pulso na faixa do picossegundo ou do femtosse- gundo. preferencialmente, a estruturação de laser de excímero é realizada de acordo com uma técnica de projeção de máscara e a estruturação de laser de picossegundo ou femtossegundo (15) de acordo com a técnica de foco. este método permite a fabricação racional de traços de autenticação extremamente resistentes à fraude muito complexos e/ou de padrões coloridos efetivos de difração ótica esteticamente atraentes.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E DISPOSITIVO PARA ESTRUTURAÇÃO DA SUPERFÍCIE DE UM CORPO SÓLIDO REVESTIDO DE MATERIAL RÍGIDO POR MEIO DE UM LASER.

A presente invenção refere-se a um método e um dispositivo para a estruturação de pelo menos uma área da superfície de um corpo sólido revestido com um material duro, com um dispositivo compreendendo pelo menos um laser que tem durações de pulso na faixa de nano, pico ou femtossegundo. Mais particularmente, a superfície usinada pode ser a superfície de uma ferramenta de gravação, tal como um rolo de gravação ou uma matriz de gravação, cuja estrutura de superfície é transferida para um meio, tal como uma folha de embalagem ou similar, ou pode ser a superfície de uma peça de joalheria, tal como uma parte de um estojo de relógio. A partir desde ponto, o termo “laser” significa o sistema de laser inteiro.

Um método e um dispositivo deste tipo são conhecidos, por exemplo, na técnica anterior a partir do WO 2007/012215 para a requerente da presente invenção. Este pedido PCT mostra a criação das assim denominadas ondulações por meio de um laser de femtossegundo em uma peça de trabalho que pode ser provida com uma camada de material duro consistindo em carbono amorfo superduro tendo uma fração de mais 50% de ligações sp³ tipo de diamante conhecidas sob a designação ta-C, de carbureto de tungstênio, WC, carbureto de boro, B₄C, carbureto de silício, SiC, ou materiais duros similares. Conforme aparece a partir de diferentes documentos disponíveis na Internet, principalmente os filmes de carbono amorfo superduro, ta-C, são muito adequados para várias aplicações, mais particularmente para aplicações tribológicas, mas, também, para aplicações de difração ótica.

Além da aplicação de dispositivos de laser tendo durações de pulso na faixa de femto e picossegundo, também é conhecido por si usar lasers de excímero tendo durações de pulso na faixa de nanossegundo e comprimentos de onda na faixa de ultravioleta para microestruturações. Uma

2/23 microestruturação a laser das superfícies resistentes ao desgaste de corpos sólidos é requerida principalmente para rolos de gravação ou matrizes quando estes rolos ou matrizes de gravação forem pretendidos, por exemplo, para a gravação de traços de autenticação resistentes à fraude ou sinais atraentes de difração ótica em particular em folhas de embalagem para cigarros ou alimentos. Essas folhas de embalagem são constituídas principalmente por uma camada de papel ou de plástico provida com uma camada de metal depositada por vapor ou com eletrodifusão com dispersão de catodo, ou elas são feitas inteiramente de metal, principalmente de alumínio, ou inteiramente de papel ou de plástico com um tratamento superficial que produz oticamente os traços e as estruturas efetivas de difração ótica.

Nos antecedentes desta técnica anterior, mais particularmente do WO 2007/012215 mencionado na introdução, é o objetivo da presente invenção melhorar o método mencionado para a estruturação da superfície de um corpo sólido, mais particularmente, de um rolo de gravação ou de uma matriz de gravação para a gravação de traços e/ou sinais de autenticação resistentes à fraude tendo um efeito oticamente atraente, de maneira tal que uma produção em série dessas superfícies para a produção de traços de autenticação tendo uma resistência aumentada à fraude, bem como maior escopo de projeto para superfícies tendo um efeito ótico atraente produzido por difração de luz, seja possível. Este objetivo é alcançado pelo método de acordo com a reivindicação 1 e pelo dispositivo de acordo com a reivindicação 11.

Um outro objetivo da invenção é prover um método para a medição, o controle e a otimização do método de microestruturação. Este objetivo é alcançado pelo método de acordo com a reivindicação 10 e pelo dispositivo de acordo com a reivindicação 16. Modalidades de exemplo adicionais são definidas nas reivindicações dependentes.

A invenção será explicada em maiores detalhes a partir deste ponto com referência aos desenhos de modalidades de exemplo.

A figura 1 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo de acordo com a invenção com dois lasers,

3/23 a figura 2 mostra a conformação de intensidade de feixe por meio de uma combinação de máscara e de diafragma, a figura 3 mostra uma área microestruturada tendo o formato de uma estrela, a figura 4 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo trocador de máscara e de diafragma linear em uma vista de topo, a figura 5 mostra o dispositivo trocador da figura 4 de acordo com a direção indicada pela seta V na figura 4, a figura 6 mostra o dispositivo trocador da figura 4 de acordo com o plano de corte VI-VI na figura 4, a figura 7 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo trocador de máscara e de diafragma rotativo em uma vista de topo, a figura 8 mostra o dispositivo trocador da figura 7 de acordo com a direção indicada pela seta VIII na figura 7, a figura 9 mostra o dispositivo trocador da figura 7 de acordo com o plano de corte IX-IX na figura 7, a figura 10 mostra um diagrama esquemático de uma outra modalidade de um dispositivo trocador de máscara e de diafragma tendo magazines para máscaras e diafragmas, a figura 11 mostra uma seção de acordo com a linha XI-XI na figura 10, a figura 12 mostra uma seção de acordo com a linha XII-XII na figura 10, e a figura 13 mostra um diagrama esquemático de um difratômetro para a medição e o ajuste das máscaras, dos diafragmas e dos rolos de gravação, bem como para controle de qualidade na produção de estruturações em um rolo de gravação.

A figura 1 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo de acordo com a invenção com dois lasers para micro e nanoestruturação de rolos de gravação revestidos com ta-C, o ta-C de material duro significando materiais duros de forma representativa.

O primeiro laser, por exemplo, um laser de excímero de KrF ten

4/23 do um comprimento de onda de 248 nanômetros (nm), produz microestruturas na camada de ta-C de acordo com a técnica de projeção de máscara, e o segundo laser, um laser de femtossegundo tendo um comprimento de onda central de 775 nm, produz nanoestruturas na camada de ta-C de acordo com a técnica de foco.

As microestruturas podem ser, por exemplo, estruturas de retículo em formato de sulco tendo períodos de retículo de 1 a 2 pm, e as nanoestruturas podem ser, por exemplo, estruturas de ondulação auto-organizadas tendo períodos de aproximadamente 500 nm, as quais atuam como um retículo de difração ótica. Nesse sentido, qualquer arranjo periódico das estruturas ativas de difração ótica é possível, que produza uma dispersão dependente de ângulo, isto é, uma separação em cores espectrais, por difração mediante uma irradiação com luz policromática.

Na figura 1, um primeiro laser, um laser de excímero 1 é mostrado, cujo feixe 2 tem uma seção transversal retangular aqui. A intensidade deste feixe de laser pode ser ajustada e variada por um atenuador 3. Por meio de um homogeneizador 3A e uma lente de campo 3B, uma distribuição de intensidade homogênea através da seção transversal de feixe de laser é obtida em um ponto homogêneo HS. O perfil de intensidade através da seção transversal de feixe de laser que é requerido para que a microestrutura seja produzida é conformado a partir desta distribuição de intensidade homogênea por meio de uma máscara 18 posicionada no ponto homogêneo HS.

O formato geométrico da abertura no diafragma 6 disposto após a máscara e, preferencialmente, em contato com ela, produz a geometria de seção transversal ou o formato de contorno do perfil de intensidade do feixe de laser conformado pela máscara 18. A máscara 18 e o diafragma 6 são compreendidos em um dispositivo trocador de máscara e de diafragma que será descrito em maiores detalhes abaixo.

Ao invés de um laser de excímero de KrF, um laser de excímero de ArF tendo um comprimento de onda de 193 nm, um laser de flúor tendo um comprimento de onda de 157 nm, ou um laser de excímero de XeCI ten

5/23 do um comprimento de onda de 308 nm pode ser usado como o primeiro laser.

O feixe de laser conformado pela máscara 18 e pelo diafragma 6, veja, também, a figura 2, impinge sobre um espelho de deflexão 7 que guia o feixe através de uma ótica de formação de imagem apropriada 8 para este feixe de laser o qual forma a imagem do perfil de intensidade de laser apropriado para a microestrutura na superfície 9 da camada de ta-C no rolo de gravação 10 em uma escala de formação de imagem predeterminada de, por exemplo, 8:1. Pela rotação das setas 11, é indicado que o rolo de gravação 10 pode ser rodado em torno de seu eixo geométrico longitudinal por ângulos predeterminados. O rolo de gravação 10 é disposto em um dispositivo de transferência 32.

De modo a ajustar, monitorar e estabilizar a potência e, assim, a intensidade do feixe de laser, uma pequena fração do feixe de laser é dirigida por meio de um divisor de feixe 4 em um medidor de potência 5 que entrega dados para o controle do atenuador 3 e/ou do laser 1. Este medidor de potência 5 pode ser trocado seletivamente por um dispositivo de medição de perfil de intensidade de feixe de laser 5A, o qual é indicado por uma seta dupla na figura 1. Os dispositivos 5 e 5A são posicionados à mesma distância do divisor de feixe 4 como a máscara 18 localizada no ponto homogêneo HS, de modo a permitir uma medição correta da potência e da distribuição de intensidade do feixe de laser no ponto homogêneo HS, isto é, no plano de máscara. Uma câmera 26 serve para a observação do processo de microestruturação. Para esta finalidade, um espelho de deflexão 7 tem um sistema de camada de interferência que reflete a radiação de laser de excímero de 248 nm de comprimento de onda, mas transmite luz visível.

Para o ajuste da posição focal determinada precisamente do feixe de laser com a imagem formada pela ótica de formação de imagem 8 na camada de ta-C a ser estruturada sobre a área superficial inteira de rolo de gravação 10, a posição e os desvios relacionados à produção do rolo de gravação em relação à geometria ideal são medidos por meio de um dispositivo 16 para pesquisa de posição do rolo de gravação, por exemplo, por meio

6/23 de métodos de medição trigonométricos. Estes dados de medição então são usados para o ajuste automático do rolo de gravação 10 por meio do dispositivo de deslocamento 32 e para controle de correção do eixo z do dispositivo de deslocamento 32 durante o processo de estruturação.

Conforme mencionado brevemente na descrição da modalidade de exemplo de acordo com a figura 1, o perfil de intensidade requerido para o processo de estruturação de laser de excímero de acordo com a técnica de projeção de máscara é conformado por meio de uma máscara e de um diafragma.

Este processo será explicado em maiores detalhes aqui abaixo com referência à figura 2. A partir da distribuição de intensidade homogênea 27 do feixe de laser 29 no ponto homogêneo HS, o perfil de intensidade através da seção transversal de feixe de laser requerida para que a microestrutura seja produzida na camada de ta-C no rolo de gravação 10 é conformado por meio da máscara 18 posicionada no ponto homogêneo HS. Na presente vista esquemática, a máscara 18 tem áreas transparentes 19 dispostas de uma maneira tipo de grade e áreas superficiais 20 que são opacas ao feixe de laser e, assim, forma um perfil de intensidade tipo de grade 75 com porções cuboides de perfil de intensidade.

O diafragma 6, o qual é disposto na direção do feixe de laser após a máscara e, preferencialmente, em contato com ela, produz a geometria de seção transversal do perfil de intensidade do feixe de laser conformado pela máscara 18 pelo formato geométrico de sua abertura ou área superficial transparente. Na presente ilustração, o formato da abertura de diafragma 6T ou da área superficial do diafragma na porção opaca 6P que é transparente para o feixe de laser é na forma de um triângulo e, consequentemente, após o diafragma, o perfil de intensidade 76 de feixe de laser 29A exibe uma geometria de seção transversal triangular.

Na figura 2, o período de retículo de máscara 18 e a espessura, bem como o espaçamento das porções cuboides de perfil de intensidade do perfil de intensidade de feixe de laser 76, após a máscara, são descritos em uma escala fortemente aumentada na direção de coordenada x; na realida

7/23 de, em uma relação de formação de imagem do sistema de projeção de máscara de 8:1, elas medem apenas, por exemplo, de 8 a 16 pm, de modo a se produzirem microestruturas em formato de sulco efetivas oticamente tendo períodos de retículo de 1 a 2 pm na camada de ta-C no rolo de gravação 10 por meio do feixe de laser 29A conformado pela máscara. Na realidade, com tamanhos iguais das áreas superficiais de ponto homogêneo HS e da área estruturada da máscara 18, por exemplo, de 8 mm x 8 mm = 64 mm², a área de máscara estruturada, em contraste com a ilustração esquemática da figura 2, consiste em um retículo de faixa tendo de 1000 a 500 períodos de retículo, e o feixe de laser conformado com ele consiste em de 1000 a 500 porções cuboides de perfil de intensidade.

O tamanho, o formato, o espaçamento, a posição e o número de áreas superficiais transparentes de máscara 18, a partir deste ponto denominados a estrutura de máscara, determinam o perfil de intensidade de feixe de laser para a criação da microestrutura na camada de ta-C tendo um efeito ótico predeterminado, e o diafragma 6 determina a geometria de seção transversal do perfil de intensidade de feixe de laser e, assim, o formato geométrico da área básica microestruturada no rolo de gravação. O termo “área básica” é usado aqui para designar a superfície no rolo de gravação ou na matriz de gravação que é estruturada pelo feixe de laser conformado pela máscara e pelo diafragma e com a imagem formada sobre a superfície de rolo revestida com ta-C em um trem de pulso de feixe de laser (sequência de pulso), sem um movimento relativo do feixe de laser e da superfície de rolo.

Consequentemente, por uma variação da estrutura de máscara, e, particularmente, pela rotação da máscara em torno do eixo geométrico ótico do feixe de laser por ângulos predeterminados, a orientação do perfil de intensidade de feixe de laser pela máscara e com a imagem formada na camada de ta-C do rolo de gravação por meio da ótica de focalização 8 pode ser variada e, assim, o efeito ótico da área básica microestruturada mediante uma irradiação com luz policromática, por exemplo, a direção de visualização e o ângulo de visualização, bem como a cor e a intensidade.

Pela rotação do diafragma 6 em torno do eixo geométrico ótico

8/23 do feixe de laser por ângulos predeterminados, a orientação da geometria de seção transversal conformada pelo diafragma do feixe de laser com imagem formada sobre a camada de ta-C no rolo de gravação por meio da ótica de focalização é variada e, assim, a orientação da área básica estruturada com laser sobre a superfície do rolo de gravação. Este procedimento é descrito aqui abaixo.

As áreas básicas microestruturadas podem ser justapostas de acordo com um padrão em particular ou, após uma rotação da máscara por um ângulo predeterminado, sobrepostas pela mesma microestrutura sob este ângulo predeterminado. Mais ainda, se máscaras diferentes forem usadas, diferentes microestruturas poderão ser sobrepostas em uma área básica, desse modo se criando novos efeitos de difração ótica mediante uma irradiação com luz policromático. Se elas forem justapostas, as áreas básicas poderão ter os mesmos formatos de superfície e microestruturas ou diferentes.

A figura 3 mostra esquematicamente uma estrela de seis pontas microestruturada 100 que é composta por doze áreas básicas de formato de seção transversal triangular em seis orientações diferentes e exibe duas orientações diferentes das microestruturas em formato de retículo de linha de difração de luz nas áreas básicas. Quando esta estrela é vista em uma luz policromática, o hexágono interno microestruturado de forma similar 101 composto por seis áreas básicas triangulares e as pontas microestruturadas de forma similar 102 da estrela aparecem em cores diferentes e intensidades diferentes na mesma direção de visualização e sob o mesmo ângulo de visualização. Quando a direção de visualização é mudada pela rotação da estrela em torno de seu eixo geométrico de simetria ortogonal, ou quando o ângulo de visualização é mudado pela inclinação da superfície da estrela, a cor e a intensidade da luz difratada pelo hexágono interno e pelas pontas mudam.

Para a microestruturação de laser de excímero de áreas superficiais complicadas de um grande número de áreas básicas que opcionalmente também podem ter formatos de superfície diferentes e partes disso produ

9/23 zindo diferentes efeitos óticos sobre o rolo de gravação revestido com ta-C, múltiplas máscaras tendo diferentes estruturas de máscara e múltiplos diafragmas tendo diferentes geometrias de abertura de diafragma têm que ser usados, a máscara 18 e o diafragma 6 sendo rotativos em torno do eixo geométrico ótico do feixe de laser independentemente de cada outro por um ângulo predeterminado a. Mais especificamente, α pode assumir um valor entre 1^o e 180°.

Os parâmetros de usinagem a seguir são apropriados, por exemplo, para a estruturação da camada de ta-C no rolo de gravação: frequência de repetição de pulso do laser de excímero de 30 Hz, fluência de feixe de laser na camada de 8 J/cm², número de pulsos de laser por área básica igual a 10.

De modo a otimizar o ajuste de máscara 18 e diafragma 6, um arranjo de difratômetro in situ 12 é usado, veja as figuras 1 e 13, onde um feixe de laser de medição de um laser 79 é dirigido para a superfície de rolo e os raios 14 refletidos e difratados pelas estruturas criadas são avaliados pelo difratômetro.

De acordo com a invenção, para a produção de microestruturas ainda mais finas, de acordo com a figura 1, um segundo laser 15 é adicionalmente usado, que pode ser um laser de femtossegundo ou de picossegundo. O feixe de laser 2F é emitido com uma distribuição de intensidade gaussiana através da seção transversal circular do feixe, cuja intensidade é ajustável e variável por meio do atenuador 3F. Por meio de um polarizador 17, a direção de polarização do feixe de laser é variada, isto é, a direção do vetor de intensidade de campo elétrico no plano xz ortogonal à direção de propagação y do feixe de laser.

De modo a se obterem seções transversais de foco muito pequeno na camada de ta-C, a seção transversal do feixe de laser não focalizado é aumentada no expansor de feixe 3FC. O feixe de laser polarizado linearmente e expandido é desviado pelo espelho 7F e focalizado sobre a camada de ta-C por meio da ótica de focalização 8F que é apropriada para o comprimento de onda do laser de femtossegundo e montada de forma des10/23 locável na direção z.

Para o ajuste, o controle e a estabilização da potência e, assim, da intensidade do feixe de laser, uma pequena fração do feixe de laser é dirigida por meio do divisor de feixe 4F para um medidor de potência 5F que entrega dados para o controle do atenuador 3F e/ou do laser 15. Uma câmera 26F serve para a observação do processo de estruturação. O espelho de deflexão 7F é revestido de uma maneira adequada para a reflexão da radiação de laser de femtossegundo, enquanto transmite luz visível.

De modo a estruturar áreas superficiais predeterminadas, um movimento relativo entre o feixe de laser focalizado sobre a camada de ta-C do rolo de gravação e a superfície de rolo tem que ser realizado pela rotação do rolo de gravação por faixas de ângulo predeterminadas α e Φ e deslocando-o nas direções x e y. Este movimento relativo é realizado por um dispositivo de deslocamento 32F.

Opcionalmente, um homogeneizador 3FA que transforma a distribuição de intensidade gaussiana através da seção transversal de feixe de laser em uma distribuição de intensidade homogênea e/ou um dispositivo 23F para duplicação ou triplicação da frequência do feixe de laser podem ser inseridos no percurso de feixe do feixe de laser de femtossegundo, de modo a se permitir a realização do processo de estruturação com uma distribuição de intensidade homogênea e comprimentos de onda mais curtos de feixe de laser também. Isto é vantajoso, por exemplo, para a fabricação de máscaras 18 e diafragmas 6 a partir de vidro de quartzo por uma estruturação de laser de femtossegundo.

Se o dispositivo de duplicação de frequência 23F for usado, o expansor de feixe 3FC, o espelho de deflexão 7F e a ótica de focalização 8F deverão ser adequados para o comprimento de onda mais curto.

Alternativamente, ao invés da ótica de focalização 8F, um scanner 8FS com uma objetiva adaptada pode ser usado, desse modo se permitindo realizar um movimento relativo mais rápido entre o feixe de laser focalizado na camada de ta-C do rolo de gravação e uma área superficial limitada da superfície de rolo dependendo dos parâmetros de scanner, de modo que

11/23 o tempo requerido para a estruturação desta área superficial limitada possa ser substancialmente reduzido, se comparado com o movimento relativo realizado por meio do sistema de deslocamento 32F. Se o sistema de deflexão de espelho de scanner 8FS for usado, o sistema de deslocamento 32F apenas servirá para a justaposição de múltiplas áreas superficiais ilimitadas já estruturadas, quando áreas superficiais maiores no rolo de gravação forem para serem estruturadas.

Por meio do sistema de medição de distância 32FA, a posição focal do feixe de laser é ajustada e monitorada, antes do processo de estruturação e, de forma alternada com o processo de estruturação.

A estruturação de laser de femtossegundo de acordo com a técnica de foco é usada principalmente para a criação de estruturas de ondulação efetivas de difração ótica auto-organizadas nas camadas de ta-C no rolo de gravação 10. Estas estruturas de ondulação podem ser, por exemplo, estruturas de retículo de onda paralela tendo períodos de retículo de 500 a 800 nm e profundidades de sulco de 300 nm, onde as ondulações paralelas, conforme já descrito no pedido PCT WO 2007/012215 da requerente da presente invenção, são sempre perpendiculares à direção de polarização do feixe de laser.

Em uma analogia com as microestruturas sobrepostas produzidas pelo laser de excímero em uma área básica, uma estrutura de ondulação de laser de femtossegundo produzida por pulsos de feixe de laser de femtossegundo pode ser sobreposta com uma segunda estrutura de ondulação cuja orientação é diferente da primeira estrutura de ondulação, devido a uma variação da direção de polarização do feixe de laser. Mais ainda, é possível sobrepor uma microestrutura produzida em uma área básica por meio do laser de excímero com uma estrutura ondulada produzida por meio do laser de femtossegundo, desse modo se criando novos efeitos de difração ótica mediante uma irradiação com luz policromática, uma vez que o efeito ótico da microestrutura produzida pelo laser de excímero é sobreposto pelo efeito de difração ótica da estrutura ondulada produzida pelo laser de femtossegundo.

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Os parâmetros de usinagem a seguir são adequados, por exemplo, para a produção das estruturas onduladas em ta-C: velocidade de deslocamento de 15 mm/s, comprimento de onda de centro de 775 nm, duração de pulso de 150 fs, frequência de repetição de pulso de 1 kHz, fluência no foco de feixe de laser de 2,3 J/cm², raio de foco gaussiano de 21 pm. O laser de picossegundo que é aplicável alternativamente para a produção de estruturas onduladas pode ser do tipo de Nd:YAG com um comprimento de onda de 1064 nm, ou um laser deste tipo com uma duplicação de frequência e um comprimento de onda de 532 nm.

As ondulações são produzidas na camada de ta-C no rolo de gravação pela varredura da superfície linha por linha, o deslocamento de linha sendo escolhido, preferencialmente, de modo que o espaçamento de linha corresponda ao espaçamento dos pulsos individuais ao longo da linha.

Para controle da qualidade destas nanoestruturas produzidas na camada de ta-C no rolo de gravação, o mesmo difratômetro in situ 12 que acima é usado, o qual compreende uma outra fonte de luz branca ou um diodo de laser e múltiplos arranjos de câmera de CCD para a gravação das ordens de difração criadas pelas nanoestruturas efetivas oticamente. De forma alternativa, um segundo difratômetro in situ poderia ser usado. Considerando-se os períodos menores de, por exemplo, 0,5 pm do retículo de onda formado pelas ondulações, se comparados com períodos de retículo maiores de, por exemplo, 1 a 2 pm produzidos nas camadas de ta-C pelo laser de excímero, as ordens de difração correspondentes aparecem sob ângulos menores. O princípio de operação deste difratômetro será descrito abaixo com referência à figura 16.

As estruturas produzidas pelo laser de excímero de acordo com a técnica de projeção de máscara diferem das estruturas produzidas pelo laser de femtossegundo de acordo com a técnica de foco em suas dimensões, a profundidade de estrutura das primeiras estruturas variando, por exemplo, entre 250 e 450 nm e os períodos de retículo sendo iguais a 1,5 pm, e a profundidade de estrutura das últimas estruturas variando entre 250 e 400 nm e os períodos de retículo entre 0,4 e 0,7 pm.

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Pela superposição das estruturas de retículo produzidas por um laser de excímero e de estruturas de retículo de ondulação produzidas por um laser de femtossegundo, uma imitação se torna tão muito mais difícil que, com base nos padrões complicados de difração criados na folha de embalagem pela gravação, uma falsificação dos mesmos se torna grandemente impossível. Por outro lado, áreas coloridas oticamente muito eficazes são criadas.

Na presente modalidade de exemplo, os elementos óticos, exceto pela ótica de focalização, são fixos e, de modo a produzir áreas estruturadas diferentes na superfície do rolo, o rolo é colocado em uma mesa em cruz que é deslocável no plano X e no plano Y, enquanto roda em torno de seu eixo geométrico. Além disso, o rolo pode ser deslocável, mais ainda, no plano Z. Contudo, ao invés do deslocamento do rolo em relação ao feixe, também é possível prover uma ótica ajustável com um scanner, conforme descrito acima ou uma combinação de ambas as possibilidades.

Conforme mencionado na introdução, a superfície de rolo é provida com uma camada de ta-C que foi aplicada, por exemplo, por uma deposição com laser pulsado. No WO 2007/012215 citado na introdução, diferentes revestimentos são mencionados, nos quais testes foram conduzidos, e foi reconhecido nesse ínterim que uma camada de carbono ligado em forma de tetraedro superdura produzida por deposição com laser pulsado é muito adequada para a estruturação muito fina pretendida. Mais especificamente, espessuras de camada de aproximadamente 1 a 2 pm, mais particularmente, de 1,5 pm, podem ser bastante adequadas para as finalidades pretendidas. Para melhoria da adesão da camada de ta-C ao material subjacente, é vantajoso prover uma intercamada de WC tendo uma espessura de 50 a 300 nm.

Conforme indicado esquematicamente na figura 1, pelo menos uma máscara é colocada no percurso de feixe do laser de excímero, a máscara estando localizada entre o laser de excímero e a ótica de focalização. Nas figuras 4 a 12, as combinações de máscara e de diafragma em dispositivos trocadores são demonstradas e descritas em maiores detalhes.

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Como um material de substrato para as máscaras e os diafragmas, vidro de quartzo de alta qualidade ótica preferencialmente é usado. Alternativamente, contudo, por exemplo, fluoreto de cálcio, CaF, ou fluoreto de magnésio, MgF₂, pode ser usado. Em uma modalidade de exemplo preferida, a porção de máscara ou diafragma não transparente é criada por um aumento de rugosidade.

O campo 26F simboliza duas câmeras, as quais servem para observação do processo, isto é, para a observação da superfície da peça de trabalho. Geralmente, as máscaras de quartzo são providas com um padrão regular em uma área superficial, por exemplo, de 8 x 8 mm; este padrão pode ser um hachurado simples, mas outros padrões também podem ser contemplados e criados. As câmeras 26F são conectadas a um monitor 27. Alternativamente, as superfícies opacas em máscaras de difração ou diafragmas a partir de vidro de quartzo podem ser produzidas por um laser de flúor de acordo com o foco ou a técnica de projeção de máscara. Também, uma duplicação ou triplicação de frequência pode ser vantajosa, se um laser de femtossegundo for usado.

Em algumas aplicações simples, pode ser suficiente prover uma máscara de quartzo ou máscaras de quartzo em um suporte para a conformação do feixe de laser de excímero. No caso de padrões muito finos e coloridos complicados, contudo, que também estão principalmente sujeitos a condições estéticas e devem ser grandemente resistentes à fraude, múltiplas máscaras tendo diferentes estruturas de máscara e múltiplos diafragmas tendo diferentes geometrias de abertura de diafragma têm que ser usadas.

Mais especificamente, a conformação simultânea do perfil de intensidade de feixe de laser para a produção das microestruturas para a geração de superfícies tendo uma difração ótica predeterminada, isto é, um efeito multicolorido, é obtida por meio de uma máscara e da conformação da geometria de seção transversal e, consequentemente, do formato de contorno do feixe de laser para a produção das áreas básicas microestruturadas predeterminadas ladrilháveis sem espaços de intervalo com as microestruturas tendo um efeito de difração ótica predeterminado é obtida por meio de

15/23 um diafragma.

Para esta finalidade, as máscaras e os diafragmas podem ser mudados de uma maneira controlada por programa e, em particular, independentemente de cada outra e rodados por ângulos predeterminados. A estrutura de máscara determina a direção de visualização e o ângulo de visualização para o efeito ótico da área básica microestruturada, e o diafragma determina o formato geométrico e a posição de superfície da área básica microestruturada tendo um efeito ótico predeterminado.

A troca e a rotação das máscaras e dos diafragmas podem ser obtidas por meio dos dispositivos trocadores e de rotação de máscara e de diafragma descritos aqui abaixo:

Nas figura 4 a 12, algumas modalidades de dispositivos trocadores para suportes de máscara e de diafragma sâo ilustradas; basicamente, dispositivos trocadores lineares ou rotativos ou combinados podem ser contemplados, e é importante em todos os dispositivos que as máscaras e os diafragmas possam ser trocados independentemente de cada outro e rapidamente, de modo a se permitir uma variedade muito grande de padrões. Isto permite uma produção eficiente e econômica de um grande número de padrões e traços de autenticação na peça de trabalho subjacente, por exemplo, um rolo de gravação ou uma matriz de gravação, o que se adequa às mais altas exigências estéticas e óticas.

Um dispositivo trocador não apenas permite a produção de diferentes padrões entre um rolo de gravação e um outro, mas também a criação de um grande número de estruturas diferentes servindo como traços de autenticação e como padrões efetivos esteticamente de forma muito eficiente e rápida em um e no mesmo rolo de gravação.

Um dispositivo trocador linear 28 é descrito nas figuras 4 a 6. A figura 4 mostra uma vista de topo em que o feixe de laser impingido é simbolizado pela seta 29 e o feixe de laser conformado pela 29A. O dispositivo trocador tem uma placa de montagem 30 para os suportes de máscara 31A a 31E que é montada em um primeiro eixo de mesa de coordenada x 40A, veja a figura 5, as máscaras 18A a 18E sendo inseridas nos suportes de

16/23 máscara 31A a 31E. Em uma analogia com isso, o dispositivo trocador tem uma placa de montagem 33 para os suportes de diafragma 34A a 34E que é montada em um segundo primeiro eixo de mesa de coordenada x 40B, veja a figura 9, em que os suportes para os diafragmas 6A a 6E são inseridos. Os primeiro e segundo eixos de mesa de coordenada x 40A e 40B são montados em respectivos eixos de mesa de coordenada y 40C e 40D.

É visto, ainda, na figura 4, que o feixe de laser 29 primeiramente passa através de uma máscara e, então, através de um diafragma, por meio do que o feixe de laser de excímero 29A é conformado, veja também a figura 2, e, então, impinge sobre a ótica de formação de imagem 8 por meio da qual os perfis de intensidade de laser resultantes têm a imagem formada na superfície de rolo revestida com ta-C em uma escala reduzida. Os suportes de máscara são movidos por uma cinta dentada 36 e os suportes de diafragma por uma cinta dentada 37, as quais cooperam com rodas dentadas correspondentes 41A a 41E respectivamente 42A a 42E nos suportes, conforme aparece particularmente na figura 4.

Nesta modalidade de exemplo, todos os suportes são atuados por uma única respectiva cinta dentada que é acionada por um respectivo motor escalonado 38, 39. Alternativamente, também é possível rodar cada suporte por um ângulo predeterminado individualmente por meio de um motor escalonado.

Assim, as máscaras e os diafragmas individuais podem ser trocados linearmente, isto é, uma das máscaras 18A a 18E e um dos diafragmas 6A a 6E pode ser colocado no percurso de feixe, e, mais ainda, as máscaras individuais e os diafragmas individuais podem ser rodados por um ângulo determinado.

Na figura 5, em uma vista na direção da seta V na figura 4, isto é, na direção do feixe de laser, é visto que os suportes de máscara 31A a 31E são providos com rolamentos de mancal de esferas internos 45A a 45E, os quais cooperam com os rolamentos de mancal de esferas externos 46A a 46E. Os suportes de máscara são montados na placa de montagem 30.

A figura 6 mostra um corte através do plano VI-VI na figura 4 e

17/23 na direção do feixe de laser, onde os suportes de diafragma 34A a 34E e o motor escalonado 39, bem como a cinta dentada 37 são visíveis e os suportes de diafragma são dispostos na placa de montagem 33. Na figura 6, é adicionalmente evidente que os suportes de diafragma 34A a 34E, cada um, compreendem um rolamento de mancai de esferas interno 43A a 43E, que coopera com o rolamento de mancai de esferas externo 44A a 44E.

Ao invés dos acionamentos de cinta dentada para a rotação das máscaras e dos diafragmas, acionamentos de engrenagem sem fim e fuso atuados por respectivos eixos comuns que são acionados por respectivos motores escalonados podem ser usados. Alternativamente, contudo, a rotação de cada máscara e cada suporte de diafragma por ângulos predeterminados também pode ser obtida por meio de um motor escalonado em separado para cada máscara e cada suporte de diafragma.

O eixo de mesa de coordenada y 40C, o qual permite um deslocamento da placa de montagem 30 em paralelo com a direção de propagação do feixe de laser, serve para o posicionamento preciso da área estruturada da máscara 18C que atualmente está na posição de usinagem no ponto homogêneo HS do feixe de laser, e pelo deslocamento do eixo de mesa de coordenada y 40D que permitem um deslocamento da placa de montagem 33 paralelamente à direção de propagação do feixe de laser, uma distância mínima predeterminada entre a máscara 18C que atualmente está na posição de usinagem e o diafragma 6C que está atualmente na posição de usinagem é ajustada, ou os lados da superfície estruturada de máscara 18C e diafragma 6C, isto é, a abertura do diafragma, são colocados em contato direto um com o outro.

Nas figuras 7 a 9, um arranjo deslocável de forma rotativa das máscaras e dos diafragmas é ilustrado, onde as mesmas máscaras e os mesmos diafragmas que nas figuras 4 a 6 com os suportes, rolamentos de mancai de esferas internos e externos, rodas dentadas, cintas dentadas e motores escalonados são dispostos de forma rotativa em uma placa de montagem circular 47 e 48, respectivamente, ao invés de linearmente em uma placa de montagem retangular, e um motor escalonado 38 ou 39 aciona to

18/23 dos os suportes de máscara ou de diafragma, respectivamente, através de uma cinta dentada simultaneamente, ou cada suporte é separadamente acionado por um respectivo motor escalonado.

A figura 8 é uma vista na direção da seta VIII na figura 7, isto é, na direção do feixe de laser, e a figura 9 é um corte de acordo com o plano IX-IX na figura 7. As placas de montagem são acionadas por um respectivo motor escalonado 49 com um suporte 49H para a placa de montagem 47 e 50 com um suporte 50H para a placa de montagem 48, e são dispostas em um eixo de mesa de coordenada y 51 para posicionamento das máscaras 18A a 18E, respectivamente, em um eixo de mesa de coordenada y 52 para posicionamento dos diafragmas 6A a 6C na direção y. O arranjo circular 53 permite um projeto mais compacto do que o arranjo linear 28.

Nas figuras 10 a 12, um outro dispositivo trocador 54 é ilustrado, onde as máscaras e os diafragmas com seus acessórios são dispostos em respectivos magazines 57 e 58 e podem ser recuperados dali e introduzidos no percurso de feixe independentemente de cada outro. Nesta posição, eles podem ser rodados em torno de seus próprios eixos geométricos.

Conforme aparece na figura 10, cada máscara 18 é adaptada em um acessório 55 e cada diafragma 6 em um acessório 56, e os acessórios de máscara e de diafragma são dispostos em respectivos magazines 57 e 58, os acessórios de máscara sendo dispostos em um trocador de máscara 59 e em uma corrediça de máscara 60 e os acessórios de diafragma de forma análoga em um trocador de diafragma 61 e em uma corrediça de diafragma 62, estes dispositivos sendo simbolizados por setas.

Particularmente na figura 12, uma seção de acordo com o plano XII-XII na figura 10, é visto que a máscara e o diafragma podem ser rodados. Para esta finalidade, o acessório de máscara ou de diafragma é colocado em um suporte de máscara disposto de forma rotativa 63 ou um suporte de diafragma 67, respectivamente, que pode ser rodado por um ângulo predeterminado por meio de um motor escalonado 64 ou 68, respectivamente, o motor escalonado 64 acionando uma cinta dentada 65 que é conectada a uma roda dentada 66 no suporte de máscara. Da mesma maneira, o suporte

19/23 de diafragma 67 é rodado através de um ângulo predeterminado por um motor escalonado 68 que atua uma roda dentada 70 no suporte de diafragma através de uma cinta dentada 69.

Os mecanismos de rotação de máscara e de diafragma são montados nas respectivas placas de montagem 71 e 72. A placa de montagem 71 do suporte de máscara e o magazine de máscara 57, bem como a placa de montagem 72 do suporte de diafragma e magazine de diafragma 58 são dispostos em respectivos eixos de mesa de coordenada y 73, 74.

Quando se usa um dispositivo complexo com dois sistemas de laser e dispositivos trocadores de máscara e de diafragma para a produção de estruturas efetivas de difração ótica, é indispensável implementar uma monitoração efetiva das estruturas produzidas. Teoricamente, seria possível estruturar um rolo de gravação ou uma matriz de gravação e, então, inspecionar estas peças de trabalho em um laboratório, de modo a subsequentemente ajustar o dispositivo no caso de imperfeições. Contudo, isto é complicado demais e consome tempo para uma produção eficiente de peças de trabalho usinadas, mais particularmente rolos de gravação.

Portanto, é sugerido prover um dispositivo de medição e de ajuste com um arranjo de difratômetro de acordo com a figura 13 para a medição das estruturas criadas, enquanto o rolo de gravação está sendo estruturado e para se permitir um ajuste da intensidade de radiação da posição focal, respectivamente, da posição do plano de formação de imagem, etc. Aqui, múltiplas ordens de difração são simultaneamente avaliadas e comparadas umas com as outras e com os registros de difração de referência determinados.

O arranjo de difratômetro simplificado fortemente e ilustrado esquematicamente 12 é montado acima do rolo de gravação 10 e compreende, essencialmente, um arranjo semicircular de dois primeiros segmentos de retenção 78 e 81 em que diodos de laser 79 para a geração de um feixe de medição 14 tendo uma seção transversal predeterminada são montados e, respectivamente, arranjos de câmera de CCD 80 para a medição das frações de feixe 14 difratadas nas microestruturas produzidas, bem como um

20/23 arranjo semicircular de dois segundos segmentos de retenção 78F e 81F nos quais diodos de laser 79F para a geração de um feixe de medição 14F tendo uma seção transversal predeterminada são montados e, respectivamente, arranjos de câmera de CCD 80F para a medição das frações de feixe

14F difratadas nas estruturas onduladas produzidas. Além disso, uma eletrônica de avaliação não representada é provida. Cada um dos arranjos é deslocável ao longo de quadrantes de círculo, de modo a se detectarem ordens diferentes de difração, ou os arranjos são espacialmente deslocáveis de forma similar a um detector de raios-X, de modo a se gravarem as ordens 10 diferentes de difração.

Desta maneira, para cada estrutura de gravação, a posição das imagens de ordem de difração pode ser automaticamente detectada e gravada durante a primeira varredura espacial do arranjo, por exemplo, durante o teste dos rolos de gravação recém-estruturados. O rolo de gravação é su15 portado em um dispositivo de deslocamento que é rotativo e deslocável, por exemplo, por meio de pelo menos um piezoatuador 82, de modo a se permitir o alinhamento horizontal preciso da superfície de corpo sólido que está sendo estruturada ou que é para ser estruturada em uma mesa rotativa 83 que é disposta, por sua vez, em uma mesa de elevação 84 e é conectada a 20 uma mesa de coordenada x-y 85.

Para o controle de qualidade in situ de acordo com a figura 1, o feixe de laser monocromático do diodo de laser ou o feixe da fonte de luz branca de seção transversal pequena é dirigido para a área básica a ser examinada. As intensidades diferentes das difrações aparecendo sob diferen25 tes ângulos de difração, devido ao efeito ótico das micro e nanoestruturas, respectivamente, ou as distribuições de intensidade nas ordens de difração são gravadas pelo arranjo de difratômetro 12 e comparadas com cada outra. As intensidades e, mais particularmente, as distribuições de intensidade nas ordens de difração são determinadas pelo formato geométrico, pela profun30 didade e pela acurácia dimensional das estruturas produzidas, de modo que mudanças dimensionais e profundidades de estrutura insuficientes possam ser detectadas. No caso de um desvio excessivo da estrutura de referência

21/23 predeterminada, o processo de estruturação é interrompido e uma adaptação dos parâmetros de feixe de laser e da posição de rolo é realizada.

Para o controle de qualidade compreensivo por meio do difratômetro ilustrado na figura 13, o feixe da fonte de luz branca de seção transversal pequena é dirigido para a superfície de um rolo de gravação estruturado acabado 10. Mais especificamente, as porções de superfície microestruturadas pelo laser de excímero são irradiadas com uma fonte de luz branca e as porções de superfície nanoestruturadas pelo laser de femtossegundo são subsequentemente irradiadas com uma outra fonte de luz branca. O ângulo de incidência dos raios pode ser variado pelo deslocamento das fontes de luz branca nos retentores em formato de arco circular. As ordens de difração criadas pelo efeito ótico das porções de superfície microestruturadas são gravadas por meio de arranjos de câmera de CCD 80F, e as ordens de difração criadas pelo efeito ótico das porções de superfície nanoestruturadas são gravadas por meio dos outros arranjos de câmera de CCD 80.

Para uma gravação precisa das ordens de difração aparecendo sob diferentes ângulos de difração, os arranjos são deslocáveis nos retentores em formato de arco circular.

Considerando-se períodos maiores das estruturas de difração, por exemplo, de 1 a 2 pm, produzidas nas camadas de ta-C por uma microestruturação por meio do laser de excímero de acordo com a técnica de projeção de máscara, se comparado com os períodos menores de retículo das ondulações, por exemplo, de 0,5 pm produzidas pela nanoestruturação por meio do laser de femtossegundo, as ordens de difração correspondentes aparecem sob ângulos diferentes. Portanto, de modo a se evitar uma superposição das diferentes ordens de difração, o raio do retentor em formato de arco circular 81 é escolhido para ser menor do que o raio do retentor em formato de arco circular 81F.

A partir destas medições, as propriedades a seguir podem ser determinadas de forma quantitativa pela área superficial estruturada inteira do rolo de gravação:

Nitidez de imagem, contraste de imagem ou impressão de cor

22/23 através da comparação de intensidade.

Tamanho e distribuição de porções de superfície estruturadas de forma ótima e de forma não ótima.

Grau diferencial de estruturação, isto é, a relação das áreas de difração de forma ótima das estruturas produzidas detectadas em uma área superficial predeterminada pequena para o tamanho daquela área superficial pequena.

Grau de estruturação integral, isto é, a relação da área superficial somada das áreas de difração de forma ótima das estruturas produzidas para a área superficial total do campo de medição.

Figuras de qualidade para as áreas superficiais micro e nanoestruturadas.

Com referência à aplicação de um rolo de gravação estruturado de acordo com o método acima, por exemplo, uma folha de embalagem é passada entre um rolo de gravação estruturado desta maneira e um rolo de combinação e as localizações em que um logotipo é para ser criado de acordo com uma técnica que é conhecida por si pela omissão de dentes é microestruturada, de modo a ser subsequentemente acetinada convenientemente por meio de um par de rolos de gravação seguintes.

Em um procedimento como esse, também é possível usar uma versão modificada e adaptada de forma correspondente de um arranjo de difratômetro para a medição das estruturas criadas na folha de embalagem e para o uso dos valores medidos para correções na produção das estruturas no rolo de gravação.

Com base na descrição acima, variações são possíveis no escopo da invenção. Assim, é possível ao invés de prover máscaras e diafragmas feitos de placas de quartzo para a fabricação de máscaras e/ou diafragmas, por exemplo, a partir de CaF₂ ou para a formação deles por meio de cristais variáveis eletricamente em que zonas de transparência alta ou muito baixa para o feixe de laser podem ser criadas. Os diafragmas também podem ser fabricados a partir de folhas de metal.

Na descrição, um rolo de gravação foi indicado como um exem

23/23 pio da superfície de peça de trabalho, mas a invenção também é adequada para a estruturação de outras superfícies revestidas ou não revestidas, por exemplo, uma superfície elevada de uma matriz de gravação ou um dente de um rolo de gravação, ou uma superfície que difrata a luz incidente dire5 tamente, tal como uma parte de um estojo de relógio ou uma moeda, por exemplo, uma moeda decorativa ou uma moeda para circulação ou uma peça de joia.

Claims

1. Método para a estruturação de pelo menos uma área de uma superfície de corpo sólido provida com um revestimento de material duro por meio de um laser que tem durações de pulso na faixa de nano ou na de pico, respectivamente de femtossegundo, caracterizado pelo fato de por meio de um primeiro laser que tem durações de pulso na faixa de nanossegundo, uma primeira estrutura ser produzida, sobre a qual uma segunda estrutura de formato ondulado é sobreposta por meio de um segundo laser que tem durações de pulso na faixa de pico ou femtossegundo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira estrutura ser produzida de acordo com a técnica de projeção de máscara e a segunda estrutura de acordo com a técnica de foco.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento de material duro consistir em ta-C, carbureto de tungstênio (WC), carbureto de boro (B₄C), carbureto de silício (SiC) ou materiais duros similares.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de, entre uma camada de material duro de ta-C e o material subjacente, uma camada de carbureto de tungstênio tendo uma espessura entre 50 e 300 nm ser provida.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira e/ou a segunda estrutura serem produzidas, cada uma, pela superposição de múltiplas microestruturas, as estruturas de superposição formando, cada uma, um ângulo (a) com as estruturas superpostas ou tendo uma orientação diferente.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, para a produção da primeira estrutura pelo primeiro laser, uma máscara no ponto homogêneo (HS) do sistema ótico e, então, um diafragma na frente da ótica de formação de imagem serem usados e, para a produção da segunda estrutura, um polarizador entre o laser de femtossegundo e a ótica de focalização associada ser usado.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo

2/4 fato de pelo menos uma máscara e um diafragma serem dispostos em um dispositivo trocador, por meio do que qualquer máscara escolhida e qualquer diafragma escolhido são posicionáveis no percurso de feixe do primeiro laser independentemente de cada outro.

5

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de as máscaras e os diafragmas no dispositivo trocador serem rotativos em torno deles mesmos, bem como deslocáveis de forma linear e rotativa.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de as máscaras e os diafragmas serem dispostos em respectivos maga-

10 zines.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, durante a produção das estruturas na superfície da peça de trabalho, estas estruturas serem medidas por meio de um difratômetro e os valores medidos serem usados para o ajuste da intensidade de feixe e/ou da

15 ótica de formação de imagem e de focalização.

11. Dispositivo para a implementação do método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de compreender um primeiro laser (1) na faixa de nanossegundo, bem como um segundo laser (15) na faixa de picossegundo ou de femtossegundo, o dispo-

20 sitivo compreendendo meios (32, 32F) para um primeiro posicionamento da superfície (9) do objeto (10) que é para ser estruturada no plano de formação de imagem da ótica de formação de imagem (8) do primeiro feixe de laser (2), e, então, no plano focal da ótica de focalização (8F) do segundo feixe de laser (2F).

25

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o primeiro laser (1) ser um laser de excímero de KrF que tem um comprimento de onda de 248 nm, ou um laser de excímero de ArF tendo um comprimento de onda de 193 nm, um laser de flúor tendo um comprimento de onda de 157 nm, ou um laser de excímero de XeCI tendo um com30 primento de onda de 308 nm.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o segundo laser para a produção das estruturas onduladas ser

3/4 um laser de femtossegundo (15) que tem um comprimento de onda de centro de 775 nm, ou um laser de picossegundo do tipo de Nd:YAG tendo um comprimento de onda de 1064 nm ou o comprimento de onda de frequência dobrada de 532 nm.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de, entre o primeiro laser (1) e sua ótica de formação de imagem (8) pelo menos uma combinação de máscara e de diafragma (18, 6) ser disposta, e um número de combinações de máscara e de diafragmas ser disposto em um dispositivo trocador (28, 53, 54) e o dispositivo trocador ser adaptado para posicionamento de uma das máscaras (18) e um dos diafragmas (6) no percurso de feixe (29) do primeiro laser (1), independentemente de cada outro, as máscaras (18, 18A a 18E, 18/1 a 18/9) e os diafragmas (6, 6A a 6E) sendo deslocáveis de forma linear ou rotativa e rotativos em torno deles mesmos em suportes (31A a 31E; 34A a 34E).

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de as máscaras (18) e os diafragmas (6) no dispositivo trocador (54) serem posicionados, cada um, em um acessório (55, 56), o último sendo disposto em respectivos magazines.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender um difratômetro (12) que tem pelo menos um arranjo de CCD (80, 80F) para a medição da radiação (14, 14F) refletida e difratada pelas estruturas produzidas pelo laser de excímero e pelo laser de femtossegundo, respectivamente.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, para a estruturação de áreas em um rolo de gravação para a gravação de traços de autenticação, e/ou áreas efetivas de difração ótica em uma folha de embalagem.

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, para a estruturação de áreas em partes de relógio revestidas ou não revestidas, moedas ou peças de joalheria para a produção de traços de autenticação e/ou de sinais efetivos de difração ótica.

19. Folha de embalagem produzida por meio do dispositivo co4/4 mo definido na reivindicação 17, caracterizada pelo fato de ter áreas efetivas de difração ótica e/ou traços de autenticação compreendendo pelo menos uma primeira estrutura produzida por um laser de excímero de acordo com a técnica de projeção de máscara e pelo menos uma segunda estrutura so5 breposta nela que é produzida por um laser de femtossegundo ou de picossegundo de acordo com a técnica de foco.

20. Folha de embalagem, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de ser acetinada naquelas localizações em que nenhum traço de autenticação e/ou área efetiva de difração ótica ou logotipos 10 está presente.