W dziedzinie ultraszybkiego przetwarzania materiałów laserowych ekstremalna kontrola skali przetwarzania zawsze była jednym z podstawowych wyzwań w terenie. Dzięki rozwojowi głębokości w - technologii przetwarzania laserowego w nanoskali, wewnętrzny problem z przetwarzaniem laserowym stał się granicą niepokoju w społeczności akademickiej. Biorąc pod uwagę ograniczenie punktów centralnych laserowych spowodowane efektem dyfrakcyjnym, kluczem do osiągnięcia nanoprocesji dyfrakcyjnej Super {}} jest użycie Laser - indukowane przez siebie komponowane komponenty Field}}}}}. Dlatego oczekuje się, że regulacja laserów w polu dalekim i bliskim nie tylko przełamie tradycyjną limit dyfrakcji optycznej i osiągnąć ultraszybką modyfikację materiału w nanoskali, ale także w celu uzyskania bezprecedensowej rozdzielczości kilku nanometrów, otwierając nową ścieżkę dla środków optycznych w celu osiągnięcia atomowego - dokładności przetwarzania na poziomie.
W artykule „Ultraszybki współczynnik wysokiego proporcji Ekstremalne przetwarzanie nanostruktury materiałów szklanych poza λ/100” zostanie opublikowane w Ultrafast Science, wspólny zespół profesora Cheng Guanghua z Northwestern Polytechnical University i badacza Razvan Stoian z Hubert Curien Laboratory of French National Center of French National Center of French National Center of French National Center of French National Center of French National Center of the Science. Niższe niż 1/100 długości fali bliskiej - ultraszybkie lasery w podczerwieni, osiągając poziom nanometru i może utrzymać ten rozmiar funkcji w kierunku głębokości dziesiątek mikronów. Ta technologia wykorzystuje non - ściśle skoncentrowane długie - focus Deep non - wiązka dyfrakcyjna, aby indukować w pobliżu - ablację materiału nanoskalowego, ustanawiając w ten sposób mechanizm cięcia materiału nanoskalowego. Ta ultraszybka laserowa technologia nanoprocesowa ma zdywersyfikowane perspektywy aplikacji w dwóch poziomach wymiarowych - i trzech -, obejmujących wiele dziedzin, takich jak fotonika, informacja kwantowa, technologia wykrywania, a nawet biomedycyna.
Odpowiednie wyniki badań zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Partner Science Ultrafast Science pod tytułem „Ultrasfast Laser High - Aspect - Ekstremalna nanostruktura szkła poza λ/100”.
Przegląd badań
Główny schemat schematów non - ultraszybki Bessel Bessel Direct Pisanie nanoporowate rozpraszacze struktury i nanodruty o szerokości linii 10 nm na szklance kwarcowym pokazano na rycinie 1. Pusty nanostruktura indeks indeksowy indeksowy indeksowy indeksowy indeksowy indeks Lotssel ma wysokie indeks Besssel indeksowy lifrakcyjna indeks Besssel indeks A High Afaktycznie. gradient, który może wytwarzać silne rozpraszanie ultraszybkiego pola laserowego. Jego bliskie pole zawiera dwa główne komponenty: komponent powierzchni pola bliskiego - i wewnętrzny komponent pola w pobliżu - o podobnych charakterystykach rozkładu. W kierunku prostopadłym do polaryzacji lasera, rozkład intensywności pola bliskiego - pokazuje funkcję wzmocnienia pola lepszą niż 50%. Jednak w kierunku równolegle do polaryzacji lasera, rozkład intensywności pola bliskiego - pokazuje znaczące tłumienie, które skutecznie tłumi interakcję materii laserowej - w tym kierunku. Ta asymetryczna funkcja dystrybucji pola w pobliżu - zostanie dodatkowo wzmocniona podczas procesu skanowania sekwencji impulsów laserowych, a poprzez ciągłą ewolucję będzie promować rozszerzenie struktury porów w kierunku prostopadłym do polaryzacji laserowej. Dlatego mechanizm ten pokazuje wykonalność ekstremalnego przetwarzania nanoskali poprzez słabo zbieżne duże plamy ogniskowe.
Rysunek 1: (a) Cross - sekcja typowego nanoporu indukowanego w stopionej krzemionce przez słabo zbieżną singiel - pulse non - dyfrakcyjny gauss - bessel. Te struktury porów mogą rozciągnąć się na tylną powierzchnię próbki. Ta struktura porów może być indukowana w stosunkowo szerokim zakresie kątów stożkowych, szerokości impulsu i długości fali laserowej. Ten otwór Nanodeep wytworzy znaczącą modulację pola blisko - padającego pola laserowego, tak że intensywność pola w obszarze przylegającej do nanoholi została znacznie zwiększona w kierunku prostopadłym do polaryzacji laserowej, a funkcja ta zawsze istnieje wzdłuż kierunku depth nanohole. (b) Zastosowanie ultraszybkiego lasera o długości fali 1030 nm i szerokości impulsu 2PS i szybkości powtórzenia 333 kHz, nanoprzewód o szerokości około 15 nm został napisany z prędkością 1,2 mm/s.
W celu zbadania mechanizmu przetwarzania nanogroovów skali ekstremalnych - pod działaniem wielu impulsów, praca ta skonstruowała model pola fizyki multi - pod skumulowanym działaniem wielu impulsów. Zatem analizowany jest proces osadzania energii i konwersji ciepła podczas analizowania różnych impulsów czasowych na materiał podczas procesu ruchu ostrości. Z nieliniowego rozkładu osadzania energii laserowej można uzyskać, że w obszarze wzmocnienia pola bliskiego - indukowanego przez rozpraszanie struktury porów temperatura indukowana przez osadzanie energii laserowej może osiągnąć więcej niż 3000 tys., Co jest wystarczające do indukowania zjawiska podobnego do ablacji powierzchni laserowej na ablacji wewnętrznej w wewnętrznej ścianie nanowej -}. W rezultacie, gdy gromadzi się wiele impulsów, lokalnie ulepszone w pobliżu - z przodu pola stale krabia wewnętrzną ścianę głębokiego rowka nano -, tworząc strukturę nano -. Podczas procesu przetwarzania nanogroove szerokość rowka wykazuje trend zmniejszania się wraz ze wzrostem gęstości linii impulsów osadzania. Ponieważ ablacja i ekspansja nanogroove pochodzi głównie z czołowego ulepszonego pola bliskiego, która ma wyższą lokalizację przestrzenną, szerokość nanogroove zapisana przez ultraszybki laser może być nawet mniejszy niż średnica rozpraszającego strukturę początkowej porowej.
Ryc. 2: (a) powierzchnia i (b) Krzyż głębokości - skanujące mikrografy elektronowe nanogroove zapisane przez ultraszybki laser na tylnej powierzchni próbki. Gdy ognisko lasera porusza się prostopadle do kierunku polaryzacji lasera, (C) nieliniowy strumień lasera i (d) rozkład temperatury tylnej powierzchni próbki działał przez różne impulsy czasowe. (e) Nieliniowy rozkład strumienia lasera w przekroju głębokości, gdy ultraszybki laser działa na głębokim otworze nano -.
