U polju ultra brzog laserskog obrade materijala, ekstremna kontrola ljestvice obrade uvijek je bila jedan od glavnih izazova na terenu. Objavljenim razvojem tehnologije laserske obrade nanosnica, unutarnji ograničeni problem laserske obrade postao je granična tema zabrinutosti u akademskoj zajednici. S obzirom na ograničenje žarišta lasera uzrokovano difrakcijskim učinkom, ključ za postizanje nanoprocesiranja super-difrakcije je korištenje laserskih samostalnih raspršivača za pretvaranje laserskog zračenja dalekog polja u komponente blizu polja. Stoga se ne očekuje da će reguliranje ponašanja lasera u dalekom polju i u blizini polja probiti tradicionalnu optičku difrakcijsku granicu i postići nanoskalni ultranalni materijalni modifikacija, već i za postizanje neviđene razlučivosti nekoliko nanometara, otvarajući novi put za optička sredstva za postizanje atomske obrade.
U radu "Ultrazni laserski visoki omjer ekstremna nanostruktura obrada staklenih materijala izvan λ/100" koja će biti objavljena u Ultrafast Science, zajednički tim profesora Cheng -a Guanghua sa sjeverozapadnog vehničkog sveučilišta i istraživač Razvan Stoian iz Hubert -a, koji je bio u probiju, procesa francuskog centra za obradnju francuskog centra za obradu francuskog središta za obradu francuskog centra za obradu francuskog centra za proces francuskog centra za obradu francuskog centra za proces francuskog središta 1/100 valne duljine blizu infracrvenih ultra brzih lasera, dostižući razinu nanometra i može održati ovu veličinu značajke u smjeru dubine desetaka mikrona. Ova tehnologija koristi neobično fokusiranu duboko fokusiranje dubokog ne-diffrakcijskog snopa kako bi izazvala ablaciju materijala nanosnicalnog materijala u blizini polja, uspostavljajući tako mehanizam za rezanje materijala nanosnicale. Ova ultra brza laserska ekstremna tehnologija nanoprocesiranja ima raznolike izglede za primjenu u dvodimenzionalnoj i trodimenzionalnoj razini, koja pokriva više polja poput fotonike, kvantnih informacija, senzorske tehnologije, pa čak i biomedicine.
Relevantni rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u časopisu Science Partner Journal Ultrafast Science pod naslovom "Ultrafast Laser Laser visokog aspekta ekstremnog nanostrukture stakla izvan λ/100".
Pregled istraživanja
Načelni shematski dijagram ne-difrakcije ultrafiranog Besselovog snopa izravno pisanje nanoporoznih struktura raspršuje i nanowire s širinom linije od 10 nm na kvarcnom staklu prikazan je na slici 1. šuplja nanostruktura inducirana ultrafakcijskim zračenjem u ultrafikciji, a koji je jak u ultraškom šifra, koji ima visokog puhanja, koji ima visok propuh, koji ima visok propuh, koji ima visok propuh, koji ima visokog propuhavanja, koji ima visokog broda, koji ima visokog propuhanog šifra. Njegovo blisko polje sadrži dvije glavne komponente: površinsku komponentu blizu polja i unutarnju komponentu blizu polja sa sličnim karakteristikama distribucije. U smjeru okomito na lasersku polarizaciju, raspodjela intenziteta u blizini polja pokazuje značajku poboljšanja polja bolje od 50%. Međutim, u smjeru paralelno s laserskom polarizacijom, raspodjela intenziteta blizu polja pokazuje značajno prigušenje, koje učinkovito suzbija interakciju laserske materije u ovom smjeru. Ova asimetrična značajka raspodjele u blizini polja dodatno će se poboljšati tijekom procesa skeniranja laserskog impulsnog niza, a kroz kontinuiranu evoluciju promovirat će proširenje strukture pora u smjeru okomito na lasersku polarizaciju. Stoga, ovaj mehanizam pokazuje izvedivost ekstremne obrade nano -skale kroz slabo konvergirane velike žarišne točke.
Slika 1: (a) Presjek tipičnog nanopora induciranog u spojenom silicijumu slabo konvergiranim jednopulsnim ne-difrakcijskim snopom Gauss-Bessel. Ove strukture pora mogu se proširiti na stražnju površinu uzorka. Ova struktura pora može se inducirati pod relativno širokim rasponom kutova konusa, širine impulsa i laserskih valnih duljina. Ova nanodeep rupa proizvest će značajnu modulaciju laserskog polja u blizini polja, tako da se intenzitet polja u području uz nanopus značajno povećava u smjeru okomito na polarizaciju lasera, a ta značajka uvijek postoji duž smjera dubine nanope. (b) Korištenje ultra brzog lasera s valnom duljinom od 1030Nm i širinom impulsa od 2ps i brzinom ponavljanja od 333kHz, nanowire s širinom od oko 15 nm napisana je brzinom od 1,2 mm/s.
Kako bi se proučavao mehanizam obrade ekstremnih nanogrova pod djelovanjem više impulsa, ovaj je rad konstruirao model višefizičkog polja pod kumulativnim djelovanjem više impulsa. Stoga se analiziraju postupak taloženja energije i konverzije topline kada se analiziraju različiti impulsi vremena na materijal tijekom procesa pokretanja fokusa. Iz nelinearne raspodjele taloženja laserske energije, može se dobiti da u području poboljšanja u blizini polja izazvano raspršivanjem strukture pora, lokalna temperatura izazvana taloženjem laserske energije može dostići više od 3000K, što je dovoljno da inducira fenomen sličnu površinskoj ablaciji lasera na udjelu nano-deem-deem-deem-deeep-deem-deem-deeep-deem-deem-deem-deeep-deeep-deeep-deeep-deem-deem-deeep-deeep-deem-deem-i-deeep. Kao rezultat, kada se nakuplja više impulsa, lokalno poboljšani prednji dio polja kontinuirano erozira unutarnji zid rupe nano-duboke, formirajući tako nano-duboku strukturu utora. Tijekom postupka obrade nanogruove, širina utora pokazuje trend smanjenja s povećanjem gustoće linije impulsa. Budući da ablacija i širenje nanografije uglavnom potječu iz čela pojačanog u blizini polja, koje ima veću prostornu lokalizaciju, širina nanogroave napisanog ultrazvukom lasera može biti manja od promjera početne strukture pora.
Slika 2: (a) Površina i (b) Elektronske mikrografije s skeniranjem poprečnog presjeka nanogrona napisanog ultrazvukom lasera na stražnjoj površini uzorka. Kad se fokus lasera kreće okomito na smjer laserske polarizacije, (c) nelinearni laserski tok i (d) raspodjela temperature na stražnjoj površini uzorka djeluje na različiti vremenski impulsi. (E) Nelinearna raspodjela laserskog toka na presjeku dubine kada ultra brza laser djeluje na nano-duboku rupu.
