Na področju ultra hitrejšega laserskega materiala je bil ekstremni nadzor nad lestvico obdelave vedno eden glavnih izzivov na tem področju. Z globinskim razvojem tehnologije za lasersko obdelavo v - je v akademski skupnosti postal zaskrbljujoč problem laserske obdelave laserske obdelave. Glede na omejitev laserske žariščne točke, ki jo povzroča difrakcijski učinek, je ključ do doseganja super - difrakcijske nanoprocesiranje uporaba laserja - inducirane self - razprševalce za pretvorbo laserja Far Far {{6} polja. Zato se pričakuje, da bo uravnavanje vedenja laserjev na daljnem polju in v bližini polja le prebilo tradicionalno omejitev optične difrakcije in doseglo spreminjanje nanoskalnega ultra hitrega materiala, ampak tudi za doseganje brez primere ločljivosti več nanometrov, ki odpira novo pot za optično sredstvo za doseganje atomske ravni -.
V prispevku je "Ultrafast Laser High Siation Ratio Extreme predelava steklenih materialov onkraj λ/100" objavljena v Ultrafast Science, skupna ekipa profesorja Chenga Guanghua iz severozahodne politehnične univerze in raziskovalca Razvana Stoiana, ki je bil v laseh, ki je bil na nacionalnem centru, francoskega Curien Center Frencht Curien, ki je bil znanstveni raziskovalni raziskovanje, francoski Curien Center French Throught Research Velikost funkcij obdelave je lahko nižja od 1/100 valovne dolžine blizu - infrardeče ultra hitrih laserjev, ki dosežejo nanometrsko raven in lahko ohranijo to velikost funkcije v globinski smeri več deset mikronov. Ta tehnologija uporablja ne - tesno osredotočeno dolgo - fokus globoko non - difrakcijski žarek, da sproži blizu - polja nanoscale materiala in s tem vzpostavi mehanizem za rezanje nanoscale materiala. Ta ultra hitra laserska tehnologija ekstremnega nanoprocesiranja ima raznolike možnosti uporabe v dveh - dimenzionalnih in treh - dimenzijskih nivojih, ki pokrivajo več polj, kot so fotonika, kvantna informacija, tehnologija zaznavanja in celo biomedicin.
Ustrezni rezultati raziskav so bili nedavno objavljeni v reviji Science Partner Ultrafast Science pod naslovom "Ultrafast Laser High - vidik - razmerje Extreme nanostrukturiranje stekla onkraj λ/100".
Pregled raziskave
The principle schematic diagram of non-diffraction ultrafast Bessel beam direct writing nanoporous structure scatterers and nanowires with a line width of 10nm on quartz glass is shown in Figure 1. The hollow nanostructure induced by a single-pulse non-diffraction ultrafast Bessel beam has a high refractive index Gradient, ki lahko povzroči močno razprševanje ultrafaznega laserskega polja. Njegovo bližnjo polje vsebuje dve glavni komponenti: skoraj - komponenta površine polja in notranjo blizu - komponente polja s podobnimi značilnostmi porazdelitve. V smeri, pravokotno na lasersko polarizacijo, skoraj - porazdelitev intenzivnosti polja prikazuje funkcijo izboljšanja polja, ki je boljša od 50%. Vendar v smeri, vzporedno z lasersko polarizacijo, skoraj - porazdelitev intenzivnosti polja kaže znatno slabljenje, ki učinkovito zavira lasersko interakcijo - v tej smeri. Ta asimetrična v bližini - funkcija polja se bo še izboljšala med postopkom skeniranja laserskega impulznega zaporedja in z neprekinjenim evolucijo bo spodbujala razširitev strukture por v smeri, pravokotno na lasersko polarizacijo. Zato ta mehanizem prikazuje izvedljivost ekstremne obdelave nanostelov s šibko zbliženimi velikimi žariščnimi točkami.
Slika 1: (a) Cross - odsek tipičnega nanopora, ki ga v spojenem silicijevem silicijevem difuziranem sil - impulz non -} difracting Gauss - bessel žarek. Te pore strukture se lahko razširijo na zadnjo površino vzorca. To strukturo por lahko povzroči pod sorazmerno širokim razponom kotov stožca, širine impulzov in laserskih valovnih dolžin. Ta luknja nanodeep bo ustvarila pomembno blizu - modulacije poljskega laserskega polja, tako da se intenzivnost polja na območju, ki meji na nanoholo, znatno poveča v smeri, pravokotno na lasersko polarizacijo, in ta lastnost vedno obstaja vzdolž globine nanohola. (b) Uporaba ultrafast laser z valovno dolžino 1030Nm in širino impulza 2PS in hitrostjo ponovitve 333kHz, nanowire s širino približno 15 nm je bil zapisan s hitrostjo 1,2 mm/s.
Da bi preučili mehanizem za obdelavo ekstremnih - lestvice Nanogrooves pod delovanjem več impulzov, je to delo zgradilo več - fizični model pod kumulativnim delovanjem več impulzov. Tako se analizirata postopek odlaganja energije in proces pretvorbe toplote, kadar različni časovni impulzi med postopkom gibanja delujejo na materialu. Iz nelinearne porazdelitve laserskega nanašanja energije je mogoče dobiti, da lahko v bližnjem - območju izboljšanja polja, ki ga povzroča razprševanje strukture pore, lokalna temperatura, ki jo povzroča lasersko nanašanje energije, doseže več kot 3000k, kar je dovolj, da povzroči fenomen, podoben laserski površinski odprtini. Kot rezultat, ko se nabirajo več impulzov, se lokalno poveča v bližini - sprednjega polja neprekinjeno zruši notranjo steno nano - globoke luknje in s tem tvori nano - globoko strukturo žleba. Med procesom obdelave Nanogroove širina utora kaže trend zmanjševanja s povečanjem gostote impulzne linije. Ker ablacija in širitev nanogroove v glavnem izvira iz ospredja izboljšanega polja, ki ima večjo prostorsko lokalizacijo, je širina nanogroove, ki jo je napisal ultrafast laser, celo manjša od premera začetnega razprševalca strukture pore.
Slika 2: (a) površinski in (b) globinski križ - razdelek Skeniranje elektronskih mikrografov nanogroove, ki jih je na zadnji površini vzorca napisal ultrafast laser. Ko se laserski fokus premakne pravokotno na smer laserske polarizacije, (C) nelinearni laserski tok in (D) temperaturna porazdelitev zadnje površine vzorca deluje z različnimi časovnimi impulzi. (E) Nelinearna porazdelitev laserskega toka na prerezu globine, ko ultrafast laser deluje na nano - globoki luknji.
