利用中红外飞秒激光脉冲调控固体表面形貌
光学
2022-12-28 v1 材料科学
摘要
利用中红外(mid-IR)光谱区激光源以超短脉冲辐照固体是一个迄今主要未被探索的领域，其为广泛应用中高效精确表面织构化开辟了广阔可能。本工作中，我们从实验与理论两方面研究了激光源对金属材料与半导体材料表面改性相关效应产生及后续表面图案化的影响。通过参数研究，我们将中红外脉冲激光参数与材料损伤起始及在激光波长 nm、脉冲持续时间 fs下多种周期性表面结构的形成相关联。镍与硅的结果表明，所产生的形貌同时包含高、低空间频率诱导周期性结构，类似于在较短波长下观察到的结构，而未见沟槽形成。损伤阈值的研究提示需考虑硅中三光子辅助激发产生的非线性效应，以及镍在极短脉冲持续时间下非热激发电子群体的作用。结果展示了中红外脉冲表面结构化的潜力，其可构成一种在长波光谱区具有强场的系统性新颖工程方法，可用于先进工业激光应用。
引用
@article{arxiv.2211.14759,
title = {Tailoring surface topographies on solids with Mid-IR femtosecond laser pulses},
author = {S. Maragkaki and G. D. Tsibidis and L. Haizer and Z. Papa and R. Flender and B Kiss and Z. Marton and E. Stratakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.14759},
year = {2022}
}