Controlling 2D laser nano structuring over large area with double femtosecond pulses

Механизм Формирования Наноструктур Гексагональной Симметрии На Поверхности Металлов Последовательностью Сдвоенных Ультракоротких Импульсов Излучения Ортогональной Поляризации

“…В недавних работах по взаимодействию пар импульсов фемтосекундного лазерного излучения с варьируемой временной задержкой с металлами и полупроводниками было обнаружено образование иерархических наноструктур, на ориентацию которых оказывает влияние поляризация излучения [1,2]. В недавних работах на металлах было обнаружено образование 2D-структур, обладающих как симметрией второго порядка относительно нормали к поверхности [3], так и гексагональной симметрии [4][5][6]. Можно предполагать, что на формирование гексагональных структур влияет комплекс параметров, характеризующих сдвоенные импульсы.…”

“…В настоящей работе на основе анализа опубликованных экспериментальных данных по образованию 2D-наноструктур на вольфраме [4], нержавеющей стали [5] и кобальте [6] предлагается физическая модель, непротиворечиво объясняющая результат образования двумерных решеток гексагональной симметрии. Такой механизм важен для понимания происходящих физических процессов и дальнейшего развития на его основе одностадийной технологии лазерного наноструктурирования поверхностей конденсированных сред.…”

“…Изменение пространственного масштаба сформированных гексагональных структур может быть получено за счет использования другой длины волны воздействующего излучения [5]. Сканирование лазерного излучения, осуществлявшееся в направлении оси симметрии распространения пары возбуждаемых вторым импульсом ППП, при широком фронте распространения структур (≈ 4.5 mm, цилиндрическая линза) и оптимальной скорости перемещения пучка обеспечивало когерентную трансляцию гексагональных структур.…”

“…Подробное описание экспериментальных результатов по формированию гексагональных структур на поверхности нержавеющей стали приводится в [5], однако отсутствует даже предположение о возможном механизме формирования упорядоченного нанорельефа.…”

“…Создание оптимальных условий для формирования массива гексагонального рельефа в виде острийных структур позволило бы получить воспроизводимую одностадийную технологию формирования поверхности " черного" металла [12] и заметно увеличить поглощательную и эмиссионную способности поверхности, создать поверхность для полевой эмиссии электронов. Заметим, что обнаружены режимы формирования гексагональных структур излучением круговой поляризации как серией единичных импульсов [13,14], так и сдвоенных с противоположным направлением вращения [5]. Они также хорошо объясняются в рамках универсальной поляритонной модели [11].…”