Ultrafasti lasermaterjali töötlemise valdkonnas on töötlemisskaala äärmine kontroll olnud alati üks valdkonna põhilisi väljakutseid. Nanoskaala laseri töötlemise tehnoloogia - sügavusega on lasertöötluse sisemine piirmoodul muutunud akadeemilises kogukonnas murettekitavaks teemaks. Arvestades difraktsiooniefekti põhjustatud laserfookuskauguse piiramist, on super - difraktsiooni nanoprotseduuri saavutamiseks võti kasutada laser {- indutseeritud enese - kokkupandud hajutajad, et muuta Laser Far Far- Field Field {7 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{7 { Seetõttu ei eeldata, et laserite käitumise reguleerimine kaugemal ja lähiväljal ei ole läbi mõeldud traditsioonilise optilise difraktsiooni piiri ja saavutama nanoskaala ultrafastide materjali modifikatsiooni, vaid saavutada ka mitme nanomeetri enneolematu eraldusvõime, avades uue tee optiliste vahendite saavutamiseks {9} taseme töötlemise täpsustamiseks.
Paberis "Ultrafast Laser kõrge kuvasuhe kuvasuhet Klaasimaterjalide äärmuslik nanostruktuur töötlemine väljaspool λ/100", mis avaldatakse Ultrafast Science'is, professor Cheng Guanghua loode -polütehnilisest ülikoolist pärit professor Cheng Guanghua ühine meeskond ja teadusfunktsioonid Razvan Stoian 1 {1 -töötlemise tehnoloogiast teatas, et ta teatas Prantsuse Riiklikust Center For Seaduslikust uurimistööst. Võib olla väiksem kui 1/100 lainepikkusest lähedase - infrapuna -ultrafasti laserid, jõudes nanomeetri tasemele ja suudab seda funktsiooni suurust säilitada kümnete mikronite sügavuses. See tehnoloogia kasutab mitte - tihedalt keskendunud pikk - Focus Deep non - difraktsioonitala, et indutseerida - välja nanoskaala materjali ablatsiooni lähedal, luues sellega nanomõõtmelise materjali lõikamismehhanismi. Sellel ultrafast -laser -ekstreemse nanoprotseduuritehnoloogial on mitmekesised rakenduste väljavaated kahes - mõõtmete ja kolme - mõõtmetetasemega, hõlmates mitut välja, näiteks footonika, kvantteave, sensoortehnoloogia ja isegi biomeditsiin.
Asjakohased uurimistulemused avaldati hiljuti teaduspartneriajakirjas Ultrafast Science pealkirja all "Ultrafast Laser High - aspekt - suhe klaasi äärmise nanostruktuuriga üle λ/100".
Teadusuuringute ülevaade
Mitte - difraktsiooni ultrafasti Bessel Beami otsese kirjutamise nanopoorsete struktuuride hajutajate ja nanojuhtmete põhimõte skeem. murdumisnäitaja gradient, mis võib põhjustada ultrafastilise laservälja tugeva hajumise. Selle lähiväli sisaldab kahte peamist komponenti: lähedal - väljapinna komponent ja sisemine lähedale - välja komponent, millel on sarnased jaotusomadused. Laseri polarisatsiooniga risti olevas suunas näitab läh - välja intensiivsuse jaotus välja suurendamise funktsiooni parem kui 50%. Laserpolarisatsiooniga paralleelselt näitab läh - välja intensiivsuse jaotus märkimisväärset sumbumist, mis summutab tõhusalt laser - aine interaktsiooni selles suunas. Seda asümmeetrilist lähedast - välja jaotuse funktsiooni suurendatakse veelgi laserimpulsijärjestuse skaneerimisprotsessi ajal ja pideva evolutsiooni kaudu soodustab see pooride struktuuri laienemist laserpolarisatsiooniga risti asuvas suunas. Seetõttu näitab see mehhanism äärmise nanomõõtme töötlemise teostatavust nõrgalt ühendatud suurte fookuspunktide kaudu.
Joonis 1: (a) Rist -, tüüpilise nanopoori jaotis, mis on indutseeritud sulatatud ränidioksiidiga nõrgalt ühendatud singli - impulss non - difracting Gauss - besseli tala. Need pooride struktuurid võivad ulatuda proovi tagapinnale. Seda pooride struktuuri saab indutseerida suhteliselt laia koonuse nurkade, impulsi laiuse ja laseri lainepikkuste all. See nanodeep -auk annab olulisele laservälja - välja modulatsiooni, nii et nanohooliga külgnevas piirkonnas asuv välja intensiivsus suureneb märkimisväärselt laserpolarisatsiooniga risti asuvas suunas ja see omadus eksisteerib alati nanohooliku sügavas suunas. (b) Ultrafastilise laseriga lainepikkusega 1030Nm ja impulsi laiusega 2PS ja kordusmäär 333 kHz, nanojuhtme laiusega umbes 15 nm kirjutati kiirusel 1,2 mm/s.
Extreme {- skaala nanogroove töötlemismehhanismi uurimiseks mitme impulsi toimimisel konstrueeris see töö mitme impulsi kumulatiivse toime all multi - füüsikavälja mudeli. Seega analüüsitakse energia sadestumise ja soojuse muundamise protsessi, kui erinevad ajastusmpulsid mõjutavad fookusliikumise käigus materjali. Mittelineaarse laserienergia sadestumise jaotuse põhjal võib saada, et lähiajal - väljade tugevnemispiirkonnas, mis on indutseeritud pooride struktuuri hajumisest, võib laserienergia ladestumise indutseeritud kohalik temperatuur ulatuda enam kui 3000K -ni, mis on piisav, et indutseerida nähtuse sarnast laserpinnaga veinis oleva sügava seinaga {6 {{{{. Selle tulemusel, kui mitu impulssi kogunevad, erodeerib välja - põllul esikülg lokaalselt nano - sügava augu siseseina, moodustades sellega nano - sügava soone struktuuri. Nanogroove töötlemisprotsessi ajal näitab soone laius sadestumise impulsi joone tiheduse suurenemisega vähenemise suundumust. Kuna nanogroove ablatsioon ja laienemine pärineb peamiselt täiustatud lähiväljast, millel on suurem ruumiline lokaliseerimine, võib ultrafastilise laseriga kirjutatud nanogroove laius olla isegi väiksem kui pooride struktuuri hajutaja läbimõõt.
Joonis 2: (a) pind ja (b) sügavuse rist - nanogroove skaneerivate elektronmikrograafide skaneerivad ultrafastlaseri kirjutatud proovi tagapinnal. Kui laseri fookus liigub risti laseri polarisatsiooni suunaga, toimib (c) mittelineaarne laservoog ja (d) proovi tagapinna temperatuurijaotus erinevate ajampulssidega. (e) Mittelineaarne laservoo jaotus sügavuse ristlõikel, kui ultrafastlaser toimib nano - sügaval augul.
