PT2414130E - Método e dispositivo de estruturação de uma superfície de corpo sólido com um revestimento duro com um primeiro laser com pulsos no domínio dos nanossegundos e um segundo laser com pulsos no domínio dos pico ou fentossegundos; película de embalagem - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

MÉTODO E DISPOSITIVO DE ESTRUTURAÇÃO DE UMA SUPERFÍCIE DE CORPO SÓLIDO COM UM REVESTIMENTO DURO COM UM PRIMEIRO LASER COM PULSOS NO DOMÍNIO DOS NANOSSEGUNDOS E UM SEGUNDO LASER COM PULSOS NO DOMÍNIO DOS PICO OU FENTOSSEGUNDOS; PELÍCULA DE EMBALAGEM A presente invenção refere-se a um método e dispositivo para a estruturação de pelo menos uma área de superfície de um corpo sólido revestido com um material duro, com um dispositivo que compreende pelo menos um laser com durações de impulsos na ordem dos nano, pico ou fentossegundos. Mais particularmente, a superfície maquinada pode ser a superfície de uma ferramenta de gravação em relevo, tal como um cilindro de gravação ou uma matriz de gravação em relevo, cuja estrutura de superfície é transferida para um meio tal como uma película de embalagem ou semelhante, ou pode ser a superfície de uma peça de jóia, tal como uma parte de uma caixa de relógio. Daqui por diante, o termo "laser" corresponde a todo o sistema de laser.

Um método e um dispositivo deste tipo são, por exemplo conhecido na técnica pelo documento WO 2007/012215 do requerente da presente invenção. Este pedido PCT divulga a criação das chamadas ondulações por meio de um laser fentossegundos numa peça de trabalho que pode ser fornecida com uma camada de material duro que consiste em carbono amorfo super-duro que tem uma fracção de mais de 50% das ligações sp3 com propriedades semelhantes ao do diamante conhecidas pela designação ta-C, de carboneto de tungsténio, WC, carboneto de boro, B4C, carboneto de silício, SiC, ou materiais duros semelhantes. Como aparece em diferentes documentos disponíveis na Internet, principalmente as películas de carbono amorfo super-duro, ta-C, são muito adequadas para diversas aplicações, mais particularmente para aplicações tribológicas mas também para aplicações de difracção óptica.

Para além da aplicação de dispositivos a laser com durações de impulsos na ordem dos fento e picossegundos, é também conhecido per se usar lasers de excímeros com durações de impulsos na ordem de nanossegundos e comprimentos de onda na gama de ultravioleta para micro-estruturações. A micro-estruturação a laser de superfícies resistentes ao desgaste de corpos sólidos é principalmente necessária para cilindros ou matrizes de gravação em relevo ou quando estes cilindros ou matrizes de gravação em relevo são, por exemplo, destinadas para a gravação de características de autenticação resistentes à fraude ou sinais atractivos de difracção óptica particulares para películas em embalagem para cigarros ou alimentos. Tais películas de embalagem são principalmente constituídas por uma camada de papel ou de plástico dotada de uma camada de metal depositada a vapor ou pulverizada, ou são totalmente feitas de metal, principalmente alumínio, ou inteiramente de papel ou de plástico com um tratamento de superfície que produz opticamente as características e estruturas e eficazes à difracção óptica. A publicação "Surface periodic structures induced by pulsed laser irradiation of fullerite" Applied Physics Letters, AIP, vol. 68, n° 13, páginas 1769-1771, ISSN: 0003-6951 em que o preâmbulo das reivindicações 1, 9 e 15 é baseado, divulga uma gravação em ácido de uma camada de fulerita com impulsos de laser curtos de largura nanométrica que leva à obtenção de um efeito de ondulação. Enquanto esta experiência comprova a formação de ondulação com impulsos de laser curtos para uma certa camada de material, a mesma não menciona a produção de estrutura de ondulação sobre um corpo sólido como um cilindro de gravação em relevo. 0 documento US 2003/0062347 AI divulga um método e aparelho para remoção de excesso de material de embalagens de circuito integrado com dois lasers, pelo qual um laser de CO2 é utilizado para remover uma camada superior de excesso de material e um laser YAG é utilizado para remover a camada fina remanescente. O documento US 2008/116610 AI do mesmo requerente divulga um dispositivo para acetinar e gravar com cilindro de gravação em relevo produzido de acordo com a técnica anterior com estruturas relativamente ásperas.

Nos antecedentes desta técnica anterior, mais particularmente, do documento WO 2007/012215 mencionado na introdução, é o objecto da presente invenção aperfeiçoar o método mencionado para estruturar a superfície de um corpo sólido, mais particularmente, de um cilindro de gravação em relevo ou uma matriz de gravação em relevo para a gravação em relevo de características e/ou sinais de autenticação à prova de fraude que têm um efeito opticamente atraente, de tal maneira que seja possível uma produção em série de tais superfícies para a produção de características de autenticação com um aumento da resistência à fraude, bem como um maior alcance de desenho para superfícies com um efeito óptico atraente produzido por difracção de luz. Este objecto é alcançado pelo método de acordo com a reivindicação 1 e pelo dispositivo de acordo com a reivindicação 9 e a película de embalagem de acordo com a reivindicação 15.

Outras formas de realização exemplares são definidas nas reivindicações dependentes. A invenção será explicada em mais pormenor a seguir com referência aos desenhos de formas de realização exemplares. A Fig. 1 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo de acordo com a invenção com dois lasers, a Fig. 2 mostra a formação da intensidade do feixe por meio de uma combinação de máscara e diafragma, a Fig. 3 mostra uma zona de microestrutura que tem a forma de uma estrela, a Fig. 4 mostra um diagrama esquemático de uma máscara linear e dispositivo permutador de diafragma numa vista de topo, a Fig. 5 mostra o dispositivo permutador da Figura 4 de acordo com a direcção indicada pela seta V na Fig. 4, a Fig. 6 mostra o dispositivo permutador da Figura 4 de acordo com o plano de corte transversal VI-VI na Fig. 4, a Fig. 7 mostra um diagrama esquemático de uma máscara rotativa e dispositivo de permutador de diafragma numa vista de topo, a Fig. 8 mostra o dispositivo permutador da Figura 7 de acordo com a direcção indicada pela seta VIII na Fig. 7, a Fig. 9 mostra o dispositivo permutador da Figura 7 de acordo com o plano de corte transversal IX-IX na Fig. 7, a Fig. 10 mostra um diagrama esquemático de uma outra forma de realização de uma máscara e dispositivo permutador de diafragma com compartimentos para máscaras e diafragmas, a Fig. 11 mostra um corte de acordo com a linha XI-XI na Fig. 10, a Fig. 12 mostra um corte de acordo com a linha XII-XII na Fig. 10, e a Fig. 13 mostra um diagrama esquemático de um difractómetro para medir e ajustar as máscaras, diafragmas, e cilindros de gravação em relevo, bem como para o controlo de qualidade na produção de estruturações num cilindro de gravação em relevo. A Fig. 1 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo de acordo com a invenção com dois lasers para micro e nanoestruturação de cilindros de gravação em relevo revestidos com ta-C, o material duro ta-C correspondendo, de forma representativa, a materiais duros. O primeiro laser, por exemplo um laser de excimeros de KrF com um comprimento de onda de 248 nanómetros (nm), produz microestruturas na camada ta-C de acordo com a técnica de projecção de máscara, e o segundo laser, um laser fentossegundos com um comprimento de onda central de 775 nm, produz nanoestruturas na camada de ta-C de acordo com a técnica de focagem.

As microestruturas podem, por exemplo, ser estruturas de rede em forma de trincheira com períodos de rede de 1 a 2 pm, e as nanoestruturas podem, por exemplo, ser estruturas de ondulação auto-organizadas que têm períodos de aproximadamente 500 nm, que actuam como uma rede de difracção óptica. A este respeito, é possível que qualquer conjunto periódico das estruturas activas de difracção óptica produza uma dispersão dependente de ângulo, isto é, uma separação nas cores espectrais, por difracção após irradiação com luz policromática.

Na Fig. 1, um primeiro laser, um laser de excimeros 1 é mostrado, cujo feixe 2 tem aqui uma secção transversal rectangular. A intensidade deste raio laser pode ser ajustada e variada por um atenuador 3. Por meio do homogeneizador 3A e lente de campo 3B, uma distribuição de intensidade homogénea em toda a secção transversal do raio laser é obtida no ponto homogéneo HS. 0 perfil de intensidade em toda a secção transversal do raio laser que é necessário para que a microestrutura seja produzida é formado a partir desta distribuição de intensidade homogénea por meio da máscara 18 posicionada no ponto homogéneo HS. A forma geométrica da abertura no diafragma 6 disposto após a máscara, e de preferência em contacto com a mesma, produz a secção transversal da geometria ou forma do contorno do perfil de intensidade do raio laser formado pela máscara 18. A máscara 18 e o diafragma 6 estão incluídos num dispositivo permutador de máscara e diafragma que será descrito em mais detalhe adiante.

Em vez de um laser de excimeros de KrF, um laser de excimeros de ArF com um comprimento de onda de 193 nm, um laser de flúor com um comprimento de onda de 157 nm, ou um laser de excimeros de XeCl com um comprimento de onda de 308 nm pode ser utilizado como o primeiro laser. O raio laser formado pela máscara 18 e diafragma 6, veja também Fig. 2, colide com um espelho de deflexão 7, que guia o feixe através de uma óptica de imagem apropriada 8 para este raio laser que forma a imagem do perfil de intensidade de laser adequado para a microestrutura na superfície 9 da camada de ta-C no cilindro de gravação em relevo 10 numa escala de imagem pré-determinada de, por exemplo, 8:1. Por setas de rotação 11 é indicado que o cilindro de gravação em relevo 10 pode ser girado em torno do seu eixo longitudinal por ângulos predeterminados. 0 cilindro de gravação em relevo 10 está disposto sobre um dispositivo de transferência 32. A fim de ajustar, monitorizar e estabilizar a potência e, desse modo, a intensidade do raio laser, uma pequena fracção do raio laser é dirigida por meio de um separador de feixe 4 para um medidor de energia 5 que fornece dados para o controlo do atenuador 3 e/ou laser 1. Este medidor de energia 5 pode selectivamente ser trocado por um dispositivo de medição de perfil de intensidade de raio laser 5A, que é indicado por uma seta dupla na Fig. 1. Os dispositivos 5 e 5A são posicionados à mesma distância do separador de feixe 4 como a máscara 18 localizada no ponto homogéneo HS a fim de permitir uma medição correcta da potência e da distribuição de intensidade do raio laser no ponto homogéneo HS, isto é, no plano da máscara. A câmera 26 serve para observar o processo microestruturação. Para este fim, o espelho de deflexão 7 tem um sistema de camada de interferência, que reflecte a radiação laser de excimeros de comprimento de onda de 248 nm, mas transmite a luz visível.

Para ajustar uma posição focal determinada com precisão do raio laser transformado em imagem por imagiologia óptica 8 sobre a camada ta-C a ser estruturada sobre toda a área de superfície do cilindro de gravação em relevo 10, a posição e os desvios relacionados com a produção do cilindro de gravação em relevo da geometria ideal são medidos por meio do dispositivo 16 para o levantamento de posição do cilindro de gravação em relevo, por exemplo, por meio de métodos de medição trigonométricas. Estes dados de medição são, então, utilizados para o ajuste automático do cilindro de gravação em relevo 10 por meio de dispositivo de deslocamento 32 e para o controlo de correcção do eixo z do dispositivo de deslocamento 32 durante o processo de estruturação.

Como já mencionado resumidamente na descrição da forma de realização exemplar de acordo com a Fig. 1, o perfil de intensidade necessário para o processo de estruturação a laser de excimeros de acordo com a técnica de projecção de máscara é formado por meio de uma máscara e um diafragma.

Este processo será explicado em mais detalhe aqui adiante com referência à Fig. 2: Da distribuição de intensidade homogénea 27 do raio laser 29 no ponto homogéneo HS, o perfil de intensidade em toda a secção transversal do raio laser necessário para a microestrutura a ser produzida na camada de ta-C no cilindro de gravação em relevo 10 é formado por meio da máscara 18 posicionada no ponto homogéneo HS. Na presente vista esquemática, a máscara 18 tem zonas transparentes 19 dispostas de uma maneira semelhante a uma rede e áreas de superfície 20 que são opacas para o raio laser, e, desse modo, forma um perfil de intensidade do tipo rede 75 com porções de perfil de intensidade cubóides. O diafragma 6, que está disposto na direcção do raio laser após a máscara, e de preferência em contacto com mesma, produz a geometria da secção transversal do perfil de intensidade do raio laser formado pela máscara 18 pela forma geométrica da sua abertura ou área de superfície transparente. No presente ilustração, a forma da abertura do diafragma 6T ou a área de superfície do diafragma no interior da porção opaca 6P que é transparente para o raio laser é na forma de um triângulo, e consequentemente, depois do diafragma, o perfil de intensidade de 76 do raio laser 29A apresenta uma geometria em corte transversal triangular.

Na Fig. 2, o período de reticulação de máscara 18 e a espessura, bem como o espaçamento das porções de perfil de intensidade cubóides do raio laser do perfil de intensidade do raio laser 7 6 depois da máscara estão representados numa escala fortemente ampliada na direcção da coordenada x; na verdade, numa relação de imagem do sistema de projecção de máscara de 8:1, os mesmos só medem por exemplo, 8 a 16 pm, a fim de produzir, de acordo com a presente invenção, microestruturas em forma de trincheira opticamente eficazes que têm períodos de rede de 1 a 2 pm na camada de ta-C no cilindro de gravação em relevo 10, por meio do raio laser 29A formado pela máscara. Na realidade, com tamanhos iguais das áreas de superfície dos pontos homogéneos HS e da área estruturada da máscara 18 de, por exemplo, 8 mm x 8 mm = 64 mm2, a área da máscara estruturada, em contraste com a representação esquemática da Figura 2, consiste numa faixa de rede que tem 1000 a 500 períodos de rede, e o raio laser formado com a mesma consiste em porções de perfil de intensidade cubóide de 1000 a 500. O tamanho, forma, espaçamento, posição e número de áreas de superfície transparente da máscara 18, daqui por diante chamada de estrutura da máscara, determinam o perfil de intensidade do raio laser para criar a microestrutura na camada de ta-C que tem um efeito óptico predeterminado, e o diafragma 6 determina a geometria da secção transversal do perfil de intensidade do raio laser e, desse modo, a forma geométrica da área de base microestruturada no cilindro de gravação em relevo. O termo "área de base" é aqui utilizado para designar a superfície do cilindro de gravação em relevo ou matriz de gravação em relevo que está estruturada pelo raio laser formado pela máscara e o diafragma e transformado em imagem na superfície do cilindro revestido com C-ta numa série de impulsos de raio laser (sequência de pulso) sem um movimento relativo do raio laser e da superfície do cilindro.

Por conseguinte, por uma variação da estrutura da máscara, e particularmente pela rotação da máscara em torno do eixo óptico do raio laser por ângulos predeterminados, a orientação do perfil de intensidade do raio laser formado pela máscara e transformado em imagem na camada de ta-C do cilindro de gravação em relevo por meio de ópticas de focagem 8 pode ser variado e, desse modo, o efeito óptico da área de base microestruturada depois da irradiação com luz policromática, por exemplo, a direcção de observação e o ângulo de visão, bem como a cor e a intensidade.

Pela rotação do diafragma 6 em torno do eixo óptico do raio laser por ângulos predeterminados, a orientação da geometria do corte transversal formada pelo diafragma do raio laser sobre a camada transformada em imagem na camada de ta-C no cilindro de gravação em relevo por meio de ópticas de focagem é variada e, desse modo, a orientação da área de base estruturara a laser na superfície do cilindro de gravação em relevo. Este procedimento está descrito a seguir.

As áreas de base microestruturadas podem ser justapostas de acordo com um padrão particular ou, depois de girar a máscara por um ângulo predeterminado, sobrepostas pela mesma microestrutura sob este ângulo predeterminado. Além disso, se forem utilizadas máscaras diferentes, diferentes microestruturas podem ser sobrepostas numa área de base, criando desse modo novos efeitos de difracção óptica, após irradiação com luz policromática. Se elas estiverem justapostas, as áreas de base podem ter as mesmas ou diferentes formas de superfície e microestruturas. A Fig. 3 mostra, esquematicamente, uma estrela de seis pontas microestruturada 100 que é composta por doze áreas de base de forma triangular em secção transversal em seis orientações diferentes e exibe duas orientações diferentes das microestruturas difractoras de luz, em forma de linha de rede dentro das áreas de base. Quando esta estrela é vista em luz policromática, o hexágono interior microestruturado de forma semelhante 101 composto por seis áreas básicas triangulares e os raios microestruturados de forma semelhante 102 da estrela aparecem em cores diferentes e intensidades diferentes na mesma direcção de visualização e sob o mesmo ângulo de visão.

Quando a direcção de observação é alterada pela rotação da estrela em torno do seu eixo de simetria ortogonal ou quando o ângulo de visão é alterado pela inclinação da superfície da estrela, tanto a cor como a intensidade da luz difractada pelo hexágono interior e os raios mudam.

Para a microestruturação com laser de excímeros de áreas de superfície complicadas compostas de um grande número de áreas de base que podem, opcionalmente, também ter diferentes formas e partes de superfície as quais produzem diferentes efeitos ópticos sobre o cilindro de gravação em relevo revestido com ta-C, várias máscaras com diferentes estruturas de máscara e múltiplos diafragmas com diferentes geometrias de abertura de diafragma têm de ser usados, a máscara 18 e o diafragma 6 podendo ser girados em torno do eixo óptico do raio laser de forma independente um do outro por um ângulo α predeterminado. Mais especificamente, α pode assumir um valor entre Io e 180°.

Os seguintes parâmetros de maquinagem são, por exemplo, apropriados para a estruturação da camada de ta-C no cilindro de gravação em relevo: frequência de repetição de impulsos do laser de excímeros 30 Hz, fluência do raio laser sobre a camada 8 J/cm2, número de impulsos de laser por área de base 10. A fim de optimizar o ajuste da máscara 18 e do diafragma 6, um arranjo in situ de difractómetro 12 é utilizado, ver Figs. 1 e 13, onde um raio laser de medição de um laser 7 9 é dirigido para a superfície do cilindro e os raios 14 reflectidos e difractados pelas estruturas criadas são avaliados pelo difractómetro.

De acordo com a invenção, para a produção de microestruturas ainda mais finas, de acordo com a Fig. 1, um segundo laser 15 é adicionalmente utilizado que pode ser um laser fentossegundos ou picossegundos. 0 raio laser 2F é emitido com uma distribuição de intensidade Gaussiana através da secção transversal circular do feixe, cuja intensidade é ajustável e variável, por meio do atenuador 3F. Por meio do polarizador 17, a direcção de polarização do raio laser é variada, isto é, a direcção do vector de intensidade do campo eléctrico no plano xz ortogonal à direcção de propagação y do raio laser. A fim de alcançar secções transversais de focagem muito pequenas na camada de ta-C, a secção transversal do raio laser desfocado é ampliada no expansor de feixe 3FC. 0 raio laser polarizado linearmente e expandido é desviado pelo espelho 7F e focado sobre a camada de ta-C por meio de ópticas de focagem 8F que são adequadas para o comprimento de onda do laser fentossegundos montado de forma deslocável na direcção z.

Para ajustar, controlar e estabilizar a potência e, desse modo, a intensidade do raio laser, uma pequena fracção do raio laser é dirigida por meio do separador de feixe 4F para um medidor de energia 5F que fornece dados para o controlo do atenuador 3F e/ou 15 do laser. Uma câmera 26F serve para observar o processo de estruturação. 0 espelho de deflexão 7F é revestido de uma maneira apropriada para reflectir a radiação do laser fentossegundos enquanto transmite luz visível. A fim de estruturar áreas de superfície predeterminadas, um movimento relativo entre o raio laser focado na camada de ta-C do cilindro de gravação em relevo e a superfície do cilindro tem que ser realizado através da rotação do cilindro de gravação em relevo por intervalos angulares predeterminados α e Φ e deslocando-o nas direcções x e y. Este movimento relativo é conseguido por um dispositivo de deslocamento 32F.

Opcionalmente, um homogeneizador 3FA que transforma a distribuição de intensidade Gaussiana pela da secção transversal do raio laser numa distribuição de intensidade homogénea e/ou um dispositivo 23F para duplicar ou triplicar a frequência do raio laser pode ser inserido no trajecto do raio laser fentossegundos a fim poder realizar o processo de estruturação com uma distribuição de intensidade homogénea e também com raio laser de comprimentos de onda mais curtos. Este é vantajoso, por exemplo, para o fabrico de máscaras 18 e diafragmas 6 de vidro de quartzo por estruturação a laser fentossegundos.

Se o dispositivo de duplicação de frequência 23F for utilizado, o expansor feixe 3FC, o espelho de deflexão 7F, e óptica de focagem 8F devem ser adequados para o comprimento de onda mais curto.

Alternativamente, em vez de óptica de focagem 8F, pode ser utilizado um scanner 8FS com uma objectiva adaptada, permitindo desse maneira realizar um movimento relativo mais rápido entre o raio laser focalizado na camada de ta-C do cilindro de gravação em relevo e uma área de superfície limitada da superfície do cilindro dependendo dos parâmetros do scanner, de modo que o tempo necessário para a estruturação desta área de superfície limitada pode ser substancialmente reduzida em comparação com o movimento relativo realizado por meio do sistema de deslocamento 32F. Se o sistema de deflexão do espelho do scanner 8FS for utilizado, o sistema de deslocamento 32F serve apenas para justapor múltiplas áreas de superfície limitada já estruturadas quando áreas de superfície maiores sobre o cilindro de gravação em relevo estão a ser estruturadas.

Por meio do sistema de medição de distância 32FA, a posição focal do raio laser é ajustada e monitorizada antes do processo de estruturação e alternadamente com o processo de estruturação. A estruturação por laser fentossegundos de acordo com a técnica de focagem é utilizada, de acordo com a presente invenção, para a criação estruturas de ondulação de difracção óptica, auto-organizadas, eficazes nas camadas de ta-C no cilindro de gravação em relevo 10. Estas estruturas de ondulação podem, por exemplo ser estruturas de rede de ondas paralelas que têm períodos de rede de 500 a 800 nm e profundidades de trincheira de 300 nm, onde as ondulações paralelas, como já indicado no pedido PCT WO 2007/012215 do requerente da presente invenção, são sempre perpendiculares à direcção de polarização do raio laser.

Em analogia com as microestruturas sobrepostas produzidas pelo laser de excímeros numa superfície de base, uma estrutura de ondulação de fentossegundos produzida por pulsos de laser fentossegundos pode ser sobreposta com uma segunda estrutura de ondulação cuja orientação é diferente da primeira estrutura de ondulação devido a uma variação da direcção de polarização do raio laser. Além disso, é possível sobrepor uma microestrutura produzida numa área de base por meio do laser de excímeros com uma estrutura de ondulação produzida por meio do laser fentossegundos, criando assim ainda novos efeitos de difracção óptica adicionais após irradiação com luz policromática dado que o efeito óptico da microestrutura produzida pelo laser de excímeros é sobreposta pelo efeito de difracção óptica da estrutura de ondulação produzida pelo laser fentossegundos.

Os seguintes parâmetros de maquinagem são, por exemplo apropriados para produzir as estruturas de ondulação em ta-C: Velocidade de deslocação 15 mm/s, comprimento de onda central de 775 nm, duração do impulso de 150 fs, frequência de repetição do impulso 1 kHz, fluência na focagem do raio laser 2,3 J/cm2, raio do foco Gaussiano 21 pm. O laser de picossegundos que é aplicável em alternativa para a produção de estruturas de ondulação pode ser do tipo Nd:YAG com um comprimento de onda de 10 64 nm, ou um laser deste tipo com duplicação de frequência e um comprimento de onda de 532 nm.

As ondulações são produzidas na camada de ta-C no cilindro de gravação em relevo por varrimento da superfície linha-por-linha, sendo a linha de deslocamento de preferência escolhida de tal forma que o espaçamento de linha corresponde ao espaçamento dos impulsos individuais ao longo da linha.

Para controlar a qualidade destas nanoestruturas produzidas na camada de ta-C no cilindro de gravação em relevo, é utilizado o mesmo em difractómetro in situ 12 como acima, o qual compreende uma outra fonte de luz branca, ou um díodo de laser e vários conjuntos de câmeras de CCD para registar as ordens de difracção criadas pelas nanoestruturas opticamente eficazes. Alternativamente, pode ser utilizado um segundo difractómetro in situ. Por causa dos menores períodos de, por exemplo, 0,5 pm da rede de onda formados pelas ondulações, em comparação com os períodos maiores de rede de, por exemplo 1 a 2 pm produzidos nas camadas de ta-C pelo laser de excímeros, as ordens de difracção correspondentes aparecem sob ângulos menores. O princípio de operação deste difractómetro será descrito abaixo com referência à Fig. 16.

As estruturas produzidas pelo laser de excímeros de acordo com a técnica de projecção de máscara diferem das estruturas produzidas pelo laser fentossegundos de acordo com a técnica de focagem nas suas dimensões, a profundidade da estrutura das estruturas anteriores variando por exemplo, entre 250-450 nm e os períodos de rede sendo iguais a 1,5 pm, e a profundidade da estrutura das últimas estruturas variando entre 250-400 nm e os períodos de rede entre 0,4 a 0,7 pm.

Pela sobreposição das estruturas de rede produzidas por um laser de excímeros e de estruturas de rede de ondulação produzidas por um laser fentossegundos, uma imitação torna-se muito mais difícil que com base nos padrões de difracção complicados criados na película de embalagem por gravação em relevo, uma falsificação dos mesmos torna-se largamente impossível. Por outro lado, são criadas áreas coloridas opticamente muito eficazes.

Na presente forma de realização exemplar, os elementos ópticos com excepção da óptica de focagem são fixos, e a fim de produzir diferentes áreas estruturadas na superfície do cilindro, o cilindro é colocado sobre uma mesa transversal que é pode ser deslocada no plano X e Y ao mesmo tempo que pode girar à volta do seu eixo. Além disso, o cilindro pode, além disso, deslocar-se no plano Z. No entanto, em vez de deslocar o cilindro em relação ao feixe, é também possível proporcionar uma óptica de ajuste com um scanner, tal como descrito acima ou uma combinação de ambas as possibilidades .

Tal como mencionado na introdução, a superfície do cilindro é fornecida com uma camada de ta-C, que por exemplo, foi aplicada por deposição por laser pulsado. No documento WO 2007/012215 citado na introdução, são mencionados revestimentos diferentes nos quais foram realizados testes, e foi reconhecido, entretanto, que uma tal camada de carbono super-dura tetraedricamente ligada produzida por deposição por laser pulsado é muito adequada para estruturação muito fina pretendida. Mais especificamente, a espessura da camada de aproximadamente de 1 a 2 pm, mais particularmente de 1,5 pm, pode ser bastante adequada para os fins pretendidos. Para melhorar a adesão da camada de ta-C ao material subjacente, que é vantajoso proporcionar uma camada intermédia de WC com uma espessura de 50 a 300 nm.

Tal como indicado esquematicamente na Fig. 1, pelo menos, uma máscara é colocada no trajecto do raio laser de excimeros, a máscara ficando localizada entre o laser de excimeros e a óptica de focagem. Nas Figs. 4 a 12, combinações de máscara e de diafragma em dispositivos permutador são apresentadas e descritas em mais detalhe.

Como um material de substrato para as máscaras e diafragmas, vidro de quartzo de elevada qualidade óptica é de preferência utilizado. Em alternativa, no entanto, por exemplo, fluoreto de cálcio, CaF, ou fluoreto de magnésio, MgF2, pode ser utilizado. Numa forma de realização exemplar preferida, a máscara ou porção de diafragma não transparente é criada por rugosidades. O campo 26F simboliza duas câmeras, que servem para a observação do processo, isto é, para observar a superfície da peça de trabalho. De uma maneira geral, as máscaras de quartzo são fornecidas com um padrão regular sobre uma área de superfície de, por exemplo, 8x8 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. Em alternativa, as superfícies opacas em máscaras de difracção ou diafragmas de vidro de quartzo podem ser produzidas pelo laser de flúor de acordo com a técnica de focagem ou projecção de máscara. Além disso, uma frequência de duplicação ou triplicação pode ser vantajosa se for utilizado um laser fentossegundos.

Em algumas aplicações simples pode ser suficiente proporcionar uma máscara de quartzo ou de máscaras de quartzo num suporte para formar o raio laser de excimeros. No caso de padrões coloridos muito finos e complicados, no entanto, que são principalmente também sujeitos a condições estéticas e devem ser amplamente resistentes à fraude, várias máscaras com diferentes estruturas de máscara e múltiplos diafragmas com geometrias de abertura de diafragma diferentes têm de ser utilizados.

Mais especificamente, a formação simultânea do perfil de intensidade do raio laser para produzir as microestruturas para a geração de superfícies que têm uma predeterminada difracção óptica, isto é, um efeito multicolorido, é conseguida por meio de uma máscara e a formação da geometria da secção transversal e, consequentemente, da forma do contorno do laser para produzir as áreas básicas microestruturadas predeterminadas sem espaço e sem emendas com as microestruturas tendo um efeito óptico de difracção predeterminado é alcançado por meio de um diafragma.

Para este efeito, as máscaras e os diafragmas podem ser alterados de uma forma controlada pelo programa e, em particular, independentemente uns dos outros e girados por ângulos predeterminados. A estrutura da máscara determina a direcção de observação e o ângulo de visão para o efeito óptico da área básica microestruturada, e o diafragma determina a forma geométrica e a posição da superfície da área básica microestruturada que tem um efeito óptico predeterminado. A troca e a rotação de máscaras e diafragmas pode ser alcançada por meio do permutador de máscara e diafragma e dispositivos de rotação descrito adiante: Nas Figs. 4 a 12, são ilustradas algumas formas de realização de dispositivos permutador para os suportes de máscara e de diafragma; basicamente, dispositivos de permutador lineares ou rotativos, ou combinados podem ser contemplados, e é importante em todos os dispositivos que tanto as máscaras como os diafragmas possam ser trocados de forma independente um do outro, e rapidamente, a fim de permitir uma grande variedade de padrões. Isto permite uma produção eficiente e económica de um grande número de padrões e caracteristicas de autenticação na peça de trabalho subjacente, por exemplo, um cilindro de gravação em relevo ou uma matriz de gravação, o que atendem as mais altas exigências estéticas e ópticas.

Um dispositivo permutador não só permite a produção de diferentes padrões entre um cilindro de gravação em relevo e o outro, mas também a criação de um grande número de estruturas diferentes que servem tanto como elementos de autenticação e como padrões esteticamente eficazes muito eficientemente e rapidamente num único e mesmo cilindro de gravação em relevo.

Um dispositivo permutador linear 28 encontra-se representado nas Figs. 4 a 6. A Fig. 4 mostra uma vista de cima, onde o raio laser que colide é simbolizado pela seta 29 e o raio laser formado pela 29A. 0 dispositivo permutador tem uma placa de montagem 30 para os suportes de máscara 31A a 31E que é montada sobre um primeiro eixo x da mesa de coordenadas 40A, ver a Fig. 5, as máscaras 18A a 18E sendo inseridas nos suportes de máscara 31A a 31E. Em analogia com os mesmos, o dispositivo permutador tem uma placa de montagem 33 para os suportes de diafragma 34A a 34E que está montada sobre um segundo eixo x da mesa de coordenadas 40B, ver Fig. 9, em que os suportes dos diafragmas 6A a 6E estão inseridos. Os primeiro e segundo eixos x da mesa de coordenadas 40A e 40B são montados sobre os respectivos eixos y da mesa de coordenadas 40C e 40D. É visto ainda na Fig. 4 que o raio laser 29 primeiro passa através de uma máscara e, em seguida, através de um diafragma, pelo que o raio laser de saida 2 9A é formado, ver também Fig. 2, e, em seguida, colide com óptica de imagiologia 8, através da qual os perfis de intensidade do laser resultantes são transformados em imagem na superfície do cilindro revestido com ta-C numa escala reduzida. Os suportes de máscara são movidos por uma correia dentada 36 e os suportes de diafragma por uma correia dentada 37 que cooperam com rodas dentadas correspondentes 41A a 41E resp. 42A a 42E sobre os suportes, como parece particularmente na Fig. 4.

Nesta forma de realização exemplar, todos os suportes são accionados por uma única respectiva correia dentada que é accionada por um respectivo motor de passo 38, 39. Alternativamente, é também possível girar cada suporte por cada um ângulo predeterminado individualmente por meio de um motor de passo.

Desse modo, as máscaras individuais e diafragmas podem ser trocados de forma linear, isto é, uma das máscaras 18A a 18E e um dos diafragmas 6A a 6E podem ser colocados no trajecto do feixe, e, além disso, tanto as máscaras individuais como os diafragmas individuais podem ser girados por um ângulo determinado.

Na Fig. 5, uma vista na direcção da seta V na Fig. 4, isto é, na direcção do raio laser, é visto que os suportes de máscara 31A a 31E são proporcionados com pistas de rolamento de esferas interiores 45A a 45E, os quais cooperam com pistas de rolamento de esferas exteriores 46A a 46E. Os suportes de máscara estão montados na placa de montagem 30. A Fig. 6 mostra uma secção de acordo com o plano VI-VI na Fig. 4 e na direcção do raio laser em que os suportes de diafragma 34A a 34E e motor de passo 39, bem como a correia dentada 37 são visíveis e os suportes de diafragma são dispostos na placa 33 de montagem. Na Fig. 6 é ainda evidente que os suportes de diafragma 34A a 34E cada compreende uma pista de rolamento de esferas interna 43A a 43E que coopera com uma pista de rolamento de esferas externa 44A a 44E.

Em vez de as unidades de correia dentada para a rotação das máscaras e diafragmas, pode-se usar engrenagem sem fim e accionamentos por fuso actuados pelos respectivos eixos comuns que são accionados pelos respectivos motores de passo. Em alternativa, no entanto, a rotação de cada máscara e de cada suporte do diafragma por ângulos predeterminados pode também ser conseguida por meio de um motor de passo separado para cada máscara e cada suporte de diafragma. 0 eixo Y da mesa de coordenadas 40C, que permite um deslocamento da placa de montagem 30 em paralelo com a direcção de propagação do raio laser, serve para o posicionamento preciso da área estruturada da máscara 18C que se encontra presentemente na posição de trabalho no ponto homogéneo HS do raio laser, e por deslocamento do eixo Y da mesa de coordenadas 40D que permite um deslocamento da placa de montagem 33 em paralelo com a direcção de propagação do raio laser, uma distância minima predeterminada entre a máscara 18C que está presentemente na posição de trabalho e o diafragma 6C que está presentemente na posição de trabalho é ajustado, ou os lados de superfície estruturadas da máscara 18C e diafragma 6C, isto é, a abertura do diafragma, são postos em contacto directo uns com os outros.

Nas Figs. 7 a 9, um arranjo rotativamente deslocável de máscaras e diafragmas é ilustrado onde as mesmas máscaras e diafragmas como nas Figuras 4-6 com os suportes, pistas de rolamento de esferas internas e externas, rodas dentadas, correias dentadas, e motores de passo são rotativamente dispostos sobre uma placa de montagem circular 47 e 48, respectivamente, e não linearmente sobre uma placa de montagem rectangular, e quer um motor de passo 38 ou 39 conduz todos os suportes de máscara ou de diafragma, respectivamente, através de uma correia dentada, simultaneamente, ou cada suporte é conduzido separadamente por um respectivo motor de passo. A Fig. 8 é uma vista na direcção da seta VIII na Fig. 7, isto é, na direcção do raio laser, e a Fig. 9 é uma secção de acordo com o plano IX-IX na Fig. 7. As placas de montagem são conduzidas por um respectivo motor de passo 4 9 com um suporte 4 9H para a placa de montagem 47, e 50 com um suporte 50H para a montagem da placa 48, e estão dispostos num eixo y da mesa de coordenadas 51 para o posicionamento das máscaras 18A-18E, respectivamente num eixo y da mesa de coordenadas 52 para o posicionamento dos diafragmas 6A-6C na direcção y. O arranjo circular 53 permite um design mais compacto do que o arranjo linear 28.

Nas Figs. 10 a 12, outro dispositivo permutador 54 está ilustrado, em que as máscaras e diafragmas com os seus elementos de fixação estão dispostos nos respectivos compartimentos 57 e 58 e podem ser recuperadas do mesmo e introduzidos no trajecto do feixe de forma independente um do outro. Nesta posição, os mesmos pode ser girados em torno do seu próprio eixo.

Como aparece na Fig. 10, cada máscara 18 está instalada num elemento de fixação 55 e cada diafragma 6 num dispositivo de fixação 56, e os elementos de fixação da máscara e diafragma estão dispostos nos respectivos compartimentos 57 e 58, os elementos de fixação da máscara sendo dispostos num trocador de máscara 59 e num deslizador de máscara 60 e os elementos de fixação do diafragma analogamente num trocador de diafragma 61 e num deslizador de diafragma 62, esses dispositivos sendo simbolizados por setas.

Especialmente na Fig. 12, uma secção de acordo com o plano XII-XII na Fig. 10, vê-se que tanto a máscara como o diafragma podem ser girados. Para este fim, o elemento de fixação da máscara ou diafragma é colocado num suporte de máscara 63 ou suporte de diafragma 67 disposto rotativamente, respectivamente, que pode ser girado por um ângulo predeterminado por meio de um motor de passo 64 ou 68, respectivamente, motor de passo 64 que acciona uma correia dentada 65 que está ligada a uma roda de engrenagem 66 no suporte de máscara. Do mesmo modo, o suporte do diafragma 67 é girado através de um ângulo predeterminado por um motor de passo 68, que acciona uma roda de engrenagem 7 0 no suporte do diafragma por meio de uma correia dentada 69.

Tanto o mecanismo de rotação da máscara e do diafragma são montados nas respectivas placas de montagem 71 e 72. A placa de montagem 71 do suporte da máscara e compartimento da máscara 57, bem como placa de montagem 72 do suporte do diafragma e compartimento do diafragma 58 da montagem estão dispostos nos respectivos eixos y da mesa de coordenadas 73, 74.

Ao utilizar um dispositivo complexo com dois sistemas de laser e dispositivos trocadores de máscara e diafragma para a produção de estruturas eficazes de difracção óptica, é indispensável implementar um controlo eficaz das estruturas produzidas. Teoricamente seria possível estruturar um cilindro de gravação ou uma matriz de gravação em relevo e, em seguida inspeccionar estas peças de trabalho num laboratório a fim de, subsequentemente, ajustar o dispositivo no caso de imperfeições. No entanto, isso é muito complicado e demorado para uma produção eficiente de peças maquinadas, mais particularmente cilindros de gravação em relevo.

Sugere-se, por conseguinte, proporcionar um dispositivo de medição e ajuste com um arranjo de difractómetro de acordo com a Fig. 13 para medir as estruturas criadas enquanto o cilindro de gravação em relevo está a ser estruturado e para permitir um ajuste da intensidade da radiação, da posição focal, em relação à posição do plano de imagem, etc. Aqui, várias ordens de difracção são avaliadas e comparadas simultaneamente, tanto uma com a outra como com gravações de difracção de referência determinadas. 0 arranjo de difractómetro fortemente simplificado e esquematicamente ilustrado 12, é montado por cima do cilindro de gravação em relevo 10 e, essencialmente, compreende uma disposição semicircular de primeiros dois segmentos de retenção 78 e 81, em que são montados díodos de laser 79 para gerar um feixe de medição 14 que têm uma secção transversal predeterminada e, respectivamente, conjuntos de câmera CCD 80 para medir as fracções de feixe 14 difractadas sobre as microestruturas produzidas, bem como é montada uma disposição semicircular de dois segundos segmentos de retenção 78F e 81F em que os díodos de laser 79F para gerar um feixe de medição 14F têm uma secção transversal predeterminada e, respectivamente, os conjuntos de câmera CCD 80F para medir as fracções de feixe 14F difractadas sobre as estruturas de ondulação produzidas. Além disso, é proporcionada uma electrónica de avaliação não representada. Os conjuntos de CCD são cada deslocáveis ao longo de quartos de círculo, a fim de detectar diferentes ordens de difracção, ou os conjuntos são espacialmente deslocáveis de forma semelhante a um detector de raios X, a fim de gravar as diferentes ordens de difracção.

Deste modo, para cada estrutura em relevo, a posição das imagens de ordem de difracção pode ser automaticamente detectada e registada durante o primeiro varrimento espacial do conjunto, por exemplo, durante o teste dos cilindros de gravação em relevo recém-estruturados. O cilindro de gravação em relevo é suportado num dispositivo de deslocamento que é rotativo e deslocável, por exemplo, por meio de pelo menos um actuador piezoeléctrico 82, a fim de permitir que o alinhamento horizontal exacto da superfície do corpo sólido que está a ser estruturada ou para ser estruturada sobre uma mesa rotativa 83 que é, por sua vez, disposta sobre uma mesa de elevação 84 e está ligada a uma mesa de coordenadas x-y 85.

Para o controlo de qualidade in situ de acordo com a Fig. 1, o raio laser monocromático do díodo de laser ou o feixe da fonte de luz branca de pequena secção transversal é dirigido para a área de base que está a ser examinada. As diferentes intensidades das difracções que aparecem sob diferentes ângulos de difracção devido ao efeito óptico das micro e nanoestruturas, respectivamente, ou as distribuições de intensidade nas ordens de difracção são gravadas por uma disposição de dif ractómetro 12 e comparadas umas com as outras. As intensidades e, mais particularmente, as distribuições de intensidade nas ordens de difracção são determinadas pela forma geométrica, a profundidade, e a precisão dimensional das estruturas produzidas de modo que as alterações dimensionais e profundidades de estrutura insuficientes possam ser detectadas. No caso de um desvio excessivo da estrutura de referência predeterminada, o processo de estruturação é interrompido e uma adaptação dos parâmetros do raio laser e da posição do cilindro é realizada.

Para o controlo de qualidade global por meio de difractómetro o ilustrado na Fig. 13, o feixe da fonte de luz branca de pequena secção transversal é dirigido para a superfície de um cilindro de gravação em relevo estruturado acabado 10. Mais especificamente, as porções de superfície microestruturadas pelo laser de excímeros são irradiadas com uma fonte de luz branca e as porções de superfície nanoestruturadas pelo laser fentossegundos 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 forma de arco de círculo. As ordens de difracção criadas pelo efeito óptico das porções de superfície microestruturadas são registadas por meio de conjuntos de câmera CCD 80F, e as ordens de difracção criadas pelo efeito óptico das porções de superfície nanoestruturadas são registadas por meio de outros conjuntos de câmera CCD 80.

Para gravar com precisão as ordens de difracção que aparecem sob diferentes ângulos de difracção, os conjuntos são deslocáveis nos retentores em forma de arco de círculo.

Por conta dos períodos maiores das estruturas de difracção por exemplo 1 a 2 pm produzidos nas camadas de ta-C por microestruturação por meio de laser de excímeros, de acordo com a técnica de projecção de máscara, em comparação com os menores períodos de rede das ondulações de, por exemplo, 0,5 pm produzidos por nanoestruturação por meio de laser fentossegundos, as ordens de difracção correspondentes aparecem sob ângulos diferentes. Por conseguinte, a fim de evitar uma sobreposição das diferentes ordens de difracção, o raio do círculo do retentor 81 em forma de arco é escolhido menor que o raio de círculo do retentor 81F em forma de arco. A partir destas medições, as seguintes propriedades podem ser quantitativamente determinadas por toda a área de superfície estruturada do cilindro de gravação em relevo:

Nitidez da imagem, contraste de imagem ou impressão de cor através da comparação de intensidade.

Tamanho e distribuição de porções de superfície estruturadas de forma óptima e não-óptima.

Grau de estruturação diferencial, isto é, a proporção das áreas de difracção óptimas das estruturas produzidas detectado numa pequena área de superfície predeterminada para a dimensão desta pequena área de superfície.

Grau de estruturação integrante, isto é, a proporção das área de superfície somadas das áreas de difracção óptimas das estruturas produzidas para a área de superfície total do campo de medição. Figuras de qualidade para as áreas de superfície micro e nanoestruturadas.

No que diz respeito à aplicação de um cilindro de gravação em relevo estruturado de acordo com o método acima, por exemplo, uma película de embalagem é passada entre um cilindro de gravação em relevo estruturado desta forma e um cilindro correspondente e os locais onde um logotipo é para ser criado de acordo com uma técnica que é conhecida per se pela omissão dos dentes é microestruturada, a fim de ser subsequentemente acetinado convencionalmente por meios de um par de cilindros de gravação em relevo seguinte.

Num procedimento desse tipo, é também possível utilizar uma versão correspondentemente modificada e adaptada de uma disposição de difractómetro para a medição das estruturas criadas sobre a película de embalagem e utilizar os valores medidos para correcções na produção das estruturas sobre o cilindro de gravação em relevo.

Com base na descrição acima, são possíveis variações dentro do âmbito da invenção. Desse modo, é possível, em vez de fornecer máscaras e diafragmas feitos de placas de quartzo, fabricar as máscaras e/ou diafragmas por exemplo de CaF2 ou de formar os mesmos por meio de cristais electricamente variáveis em que zonas de transparência muito elevada ou muito baixa para o raio laser podem ser criadas. Os diafragmas podem também ser fabricados de películas de metal.

Na descrição, um cilindro de gravação em relevo foi indicado como um exemplo da superfície da peça de trabalho, mas a invenção é também apropriada para a estruturação de outras superfícies revestidas ou não revestidas, por exemplo, uma superfície elevada de uma matriz de gravação em relevo ou dentes de um cilindro de gravação em relevo, ou uma superfície que difracta a luz incidente directamente, tal como uma parte de uma caixa de relógio ou uma moeda, por exemplo, uma moeda decorativa ou uma moeda de circulação ou uma peça de joalharia.

Lisboa, 11 de Maio de 2015.

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Método de estruturação de pelo menos uma zona de uma superfície de corpo sólido proporcionada com um revestimento de material duro por meio de um laser (1, 15) que é capaz de produzir uma estrutura de ondulação, caracterizado por, por meio de um primeiro laser (1) que tem durações de impulso na gama dos nanossegundos, ser produzida uma primeira estrutura sobre a qual é sobreposta uma segunda estrutura em forma de ondulação por meio de um segundo laser (15) que tem durações de impulso na gama de pico ou fentossegundos.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira estrutura ser produzida de acordo com a técnica de projecção de mascara e a segunda estrutura de acordo com a técnica de focagem.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o revestimento de material duro consistir em t-C, carbureto de tungsténio (WC), carbureto de boro (B4C), carbureto de silício (SiC) ou materiais duros semelhantes.
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por entre uma camada de material duro ta-C e o material subjacente, é proporcionada uma camada de carbureto de tungsténio que tem uma espessura entre 50 e 300 nm.
5. 5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira e/ou a segunda estrutura serem cada produzidas pela sobreposição de múltiplas microestruturas, as estruturas sobrepostas formando cada uma um ângulo (a) com as estruturas sobrepostas (100) ou que têm uma orientação diferente.
6. 6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por para produzir a primeira estrutura com o primeiro laser (1) , serem utilizados uma máscara (18) no ponto homogéneo (HS) do sistema óptico e depois um diafragma (6) em frente da óptica de imagem (8), e para produzir a segunda estrutura, ser utilizado um polarizador (17) entre o laser fentossegundos (15) e a óptica de focagem associada (8F).
7. 7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por pelo menos uma máscara (18) e um diafragma (6) serem dispostos num dispositivo permutador (28) de modo que qualquer máscara escolhida e qualquer diafragma escolhido possam ser colocados na trajectória do feixe do primeiro laser independentemente um do outro e possam ser girados sobre si mesmos bem como possam ser deslocados linearmente ou rotativamente.
8. 8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por durante a produção das estruturas na superfície da peça de trabalho (9), estas estruturas serem medidas por meio de um difractómetro (12) e os valores medidos serem utilizados para ajustar a intensidade do feixe e/ou a imagem e a óptica de focagem.
9. 9. Dispositivo destinado a implementar o método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, que compreende um laser (1, 15) que tem durações de impulso na gama de nano ou pico, respectivamente fentossegundos e que são capazes de produzir uma estrutura de ondulação, caracterizado por compreender um primeiro laser (1) na gama dos nanossegundos, bem como um segundo laser (15) na gama dos picossegundos ou fentossegundos, o dispositivo compreendendo meios (32, 32F) para primeiro deslocar a superfície (9) do objecto (10) que deve ser estruturada no plano da imagem da óptica de imagem (8) do primeiro raio laser (2), e depois no plano focal da óptica de focagem (8F) do segundo raio laser (2F).
10. 10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o primeiro laser (1) ser um laser de excimeros de KrF que tem um comprimento de onda de 248 nm, ou um laser de excimeros de ArF que tem um comprimento de onda de 193 nm, ou um laser de flúor que tem um comprimento de onda de 157 nm, ou um laser de excimeros de XeCl que tem um comprimento de onda de 308 nm e por o segundo laser para produzir uma estrutura de ondulação ser um laser fentossegundos (15) que tem um comprimento de onda central de 775 nm, ou um laser picossegundos do tipo Nd:YAG que tem um comprimento de onda de 10 64 nm ou o comprimento de onda de frequência dupla de 532 nm.
11. 11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por entre o primeiro laser (1) e sua imagem óptica (8), pelo menos uma combinação de máscara e diafragma (18, 6), e um certo número de combinações de máscara e diafragma ser disposto num dispositivo permutador (28, 53, 54) e o dipositivo permutador ser adaptado para colocar tanto uma das máscaras (18) como um dos diafragmas (6) no trajecto do feixe (29) do primeiro laser (1) independentemente do outro, as máscaras (18, 18A-18E, 18/1-18/9) e os diafragmas (6, 6A-6E) podendo ser deslocados linearmente ou rotativamente e girar em torno de si mesmos nos suportes (31A a 31E; 34A a 34E).
12. 12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por as máscaras (18) e os diafragmas (6) no dispositivo permutador (54) serem cada uma colocadas numa fixação (55, 56), este último sendo disposto nos respectivos depósitos.
13. 13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender um difractómetro (12) que tem pelo menos um conjunto de CCD (80, 80F) para medir a radiação (14, 14F) reflectido e difractado pelas estruturas produzidas pelo laser de excímeros e o laser fentossegundos, respectivamente.
14. 14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, destinado a estruturar as áreas sobre as peças de relógios, moedas, ou peças de jóias, revestidas ou não revestidas, para produzir caracteristicas de autenticação e/ou de sinais eficazes de difracção óptica.
15. 15. Película de embalagem produzida por meio do dispositivo de acordo com uma das reivindicações 9 a 13, caracterizada por ter áreas eficazes de difracção óptica e/ou caracteristicas de autenticação que compreendem pelo menos uma primeiro microestrutura em forma de trincheira na gama micrométrica e pelo menos uma segunda estrutura sobreposta sobre a primeira estrutura que tem uma estrutura de ondulação auto-organizada eficaz em difracção óptica na gama submicrométrica. Lisboa, 11 de Maio de 2015.