飞秒激光冲击波诱导熔融石英致密化
光学
2022-03-01 v1
摘要
在非烧蚀 regime 下紧聚焦的飞秒激光束可诱导出足以在局部达到吉帕（giga-Pascal）量级或更高压力的冲击波。在单光束构型中，最高压力区的位置嵌套于激光聚焦区内，使得难以区分冲击波压力与光诱导及等离子体弛豫效应的影响。为规避此困难，我们考虑两束空间分离的焦点光束，各自充当准同时的压力波发射源。两冲击波相长干涉的区域形成极端压力范围区，其在物理上区别于直接激光照射区域。本文中，我们给出了在两束光焦点之间的熔融石英中压力诱导致密化的证据，该现象可完全归因于各聚焦激光束所发射压力波的叠加。具体而言，我们利用拉曼表征、光束偏转技术和选择性刻蚀技术，展示了光束间距与脉冲时间延迟如何影响熔融石英的结构特性。该方法是通用的，可应用于多种透明基底以进行高压物理研究，并且不同于金刚石压砧等经典方法，其通过使两束光在样品体积内扫描，提供了一种创建任意形状激光诱导高压冲击区的手段。
引用
@article{arxiv.2202.13580,
title = {Femtosecond laser-shockwave induced densification in fused silica},
author = {Arunkrishnan Radhakrishnan and Julien Gateau and Pieter Vlugter and Yves Bellouard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.13580},
year = {2022}
}