薄霜层辅助的高质量飞秒激光表面微纳结构制备
光学
2022-05-20 v1 适应与自组织系统
应用物理
摘要
飞秒激光烧蚀已被证明是一种制备高精度微纳尺度特征的通用工具。然而，使用高激光能量密度以提高烧蚀效率通常会导致不期望的效应，例如烧蚀坑内部或周边出现碎屑再沉积、重铸层以及热影响区。在此，我们通过利用厚度为数十微米的薄霜层来规避这一限制，该霜层可由空气中水蒸气在温度低于冰点的暴露表面冷凝直接形成。当飞秒激光束聚焦于覆盖薄霜层的目标表面时，仅激光照射点周围的局部霜层融化为水，有助于提升烧蚀效率、抑制重铸层并减小热影响区，而其余霜层可防止烧蚀碎屑粘附于目标表面。通过这一霜辅助策略，在平面与曲面上均于高激光能量密度下成功实现了高质量表面微纳结构，并讨论了硅上高空间频率（HSF）激光诱导周期性表面结构（LIPSSs）形成的机理。
引用
@article{arxiv.2205.09650,
title = {High-quality femtosecond laser surface micro/nano-structuring assisted by a thin frost layer},
author = {Wenhai Gao and Kai Zheng and Yang Liao and Henglei Du and Chengpu Liu and Chengrun Ye and Ke Liu and Shaoming Xie and Cong Chen and Junchi Chen and Yujie Peng and Yuxin Leng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.09650},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 10 figures