TERALAB

Fabricación avanzada y caracterización para RF y microondas

Laboratorio del departamento SSR de la Universidad Politécnica de Madrid especializado en fabricación aditiva de alta precisión y tecnologías de caracterización avanzada.

Teralab es un laboratorio de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid dedicado al diseño, fabricación y caracterización de dispositivos para comunicaciones de alta frecuencia, microondas. El laboratorio cuenta con equipamiento de última generación que permite trabajar a escalas micro y nanométricas, incluyendo tecnologías avanzadas de fabricación aditiva y sistemas de medida de alta resolución.

Fabricación aditiva avanzada

1.- Impresora 3D de resina con nano-resolución y tecnología two-photon polymerization (2pp)

Las impresoras 3D de nanorresolución basadas en la tecnología de polimerización por absorción de dos fotones (Two-Photon Polymerization, 2PP) utiliza un láser pulsado focalizado para inducir la polimerización localizada de una resina fotosensible únicamente en el volumen focal, permitiendo la fabricación directa de estructuras tridimensionales con resoluciones submicrométricas y nanométricas. A diferencia de otras tecnologías de impresión 3D, la 2PP posibilita la creación de geometrías verdaderamente tridimensionales, con superficies suaves, alta fidelidad geométrica y un control extremadamente preciso de los detalles, lo que la hace especialmente adecuada para aplicaciones avanzadas en fotónica, micro-ondas, metamateriales, microóptica y dispositivos de alta frecuencia.

Teralab cuenta con la impresora Nano One 1000  de la empresa Upnano , que combina un sistema óptico de alta estabilidad, control preciso del posicionamiento y resinas especializadas para lograr resoluciones extremadamente finas.

Algunas de sus características principales son:

  • Tipo de láser: Láser ultrarrápido de femtosegundos
  • Longitud de onda del láser: Infrarrojo cercano (típicamente ~780–800 nm)
  • Duración de pulso: < 200 fs
  • Resolución lateral mínima ≈ 100 nm (dependiente de óptica y resina)
  • Resolución axial mínima    ≈ 300–500 nm
  • Volumen de escritura (voxel) y calidad superficial: Submicrométrico
  • Precisión de posicionamiento: Escala nanométrica
  • Necesidad de soportes: No requerida (estructuras 3D autoportantes
  • Materiales compatibles: Resinas fotopoliméricas específicas para 2PP.

Ejemplo de dispositivos fabricados con impresora NanoOne 1000

Antenas de bocina para comunicaciones 6G a 200 GHz

Acabado superficial: Resina fotopolimerizada con y sin recubrimiento metálico con recubrimiento de níquel y cobre

Dimensiones aproximadas: Alto: 8 mm × Ancho: 7 mm × Fondo: 7 mm

Arrays de antenas en guía de onda
para comunicaciones 6G a 200 GHz
Lente Luneburg para para comunicaciones 6G a 200 GHz

2.- Impresora 3D de estereolitografía (SLA) con galvanizado metálico

Tecnología de fabricación propia:

Antenas SLA galvanizado en cobre: resinas de fotopolímeros curables por luz UV con metalizado posterior electroless de cobre

Impresora 3D: Elegoo Saturn
Impresora 3D: Formlabs 3 y
Equipamiento para metalizado galvanizado LPKF Contact S4

3.- Tecnologías de impresión 3D metálica (colaboraciones)

      • Antenas de aleación de aluminio: AlSi10Mg
      • Antenas de aleación de cobre: Cerámica/Cobre a partir de molde de pasta sinterizado
  • Ejemplo de dispositivos fabricados con impresión 3D SLA galvanizado e impresión 3D metálica (colaboraciones)
Antenas de alta ganancia para comunicaciones satelitales 5G+

Equipamiento de precisión y caracterización

Perfilómetro óptico 3D

Un perfilómetro óptico 3D se utiliza para la medición de superficies sin contacto con resolución nano y micrométrica. El sistema es capaz de observar, analizar y medir la topografía de la superficie, rugosidad y alturas de escalones.

Teralab dispone del perfilómetro óptico Sensofar S-Neox sin contacto único, ya que en el mismo cabezal de medición incluye tecnología confocal, interferometría de cambio de fase, variación de foco con iluminación activa y reflectometría:

 

  • Confocal: Tecnología que combina la información de confocal y AIFV, obteniendo. S Neox es capaz de obtener imágenes confocales a 180fps. El tiempo de adquisición de 60 planos con una lente de 20 x es de 3 segundos a resolución estándar.
  • Interferometría: La interferometría de cambio de fase (PSI) se ha desarrollado para medir la altura de la superficie de superficies muy lisas y continuas. Se pueden emplear aumentos muy bajos (2.5X) para medir grandes campos de ver con la misma resolución de altura.
  • Variación de Foco: Es una tecnología óptica para medir la forma de grandes superficies rugosas. Se ha mejorado con el uso de iluminación activa para obtener una ubicación de enfoque más precisa incluso en superficies ópticamente lisas. Se han realizado medidas de rugosidad superficial en estructuras de microondas (con el fin de caracterizar las pérdidas
  • Reflectometría interferométrica para medir capas delgadas transparentes entre 50nm y 1,5micras. Esta combinación de técnicas se utiliza para topografías 3D de superficies a escala micrométrica y nanométrica.

Financiado por el Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR en el marco del proyecto Laboratorio de RF para fabricación y prototipado de tecnologías 5G avanzadas y 6G (5G+FABLAB) (TSI-064100-2023-11—UNICO I+D 6G 2023) por MICIU/AEI/10.13039/501100011033 y FEDER EU en el marco de los proyectos Sub-Terahertz Antenna Technologies for Communications In the Road to 6G—UPM-STAIRto6G (PID2023-151385OA-I00) y Advancing Radio Technologies for the Evolution towards 6G—ARTE-6G (PID2024-157242OB-C41)