في مجال معالجة مواد الليزر فائق السرعة ، كانت التحكم الشديد في مقياس المعالجة دائمًا أحد التحديات الأساسية في هذا المجال. من خلال تطوير عمق تكنولوجيا معالجة الليزر النانوية- ، أصبحت مشكلة الحد الداخلي لمعالجة الليزر موضوعًا حدوديًا في المجتمع الأكاديمي. بالنظر إلى قيود البقعة البؤرية بالليزر الناتجة عن تأثير الحيود ، فإن مفتاح تحقيق Super - هو المعالجة nanopracting الحيود هو استخدام أشعة الليزر - الناجم عن إدراجي في المجال القريب-. لذلك ، لا يُتوقع فقط تنظيم سلوك الليزر في المجال البعيد والقريب فقط أن يخترق الحد من الحيود البصري التقليدي وتحقيق تعديل المواد الفائقة الفائق النانوي ، ولكن أيضًا لتحقيق دقة غير مسبوقة لعدة أجهزة النانومتر ، مما يفتح مسارًا جديدًا للوسائل البصرية لتحقيق {9 {9}.
في الورقة "معالجة البنية النانوية المتطرفة للليزر ، معالجة البنية النانوية المتطرفة للمواد الزجاجية التي تتجاوز λ/100" التي سيتم نشرها في العلوم الفائقة ، وهو أحد أفراد البروفيسور تشنغ جوانغوا من المركز الوطني الشمالي للبحوث العلمية extrage revition ent the the bustrage revetrough expression exter the the the the techanic exher exter exter exter exterguity exter exter exter exher exter. يمكن أن يكون حجم ميزة المعالجة أقل من 1/100 من الطول الموجي لـ - الأشعة تحت الحمراء الأشعة تحت الحمراء ، ويصل إلى مستوى النانومتر ، ويمكن أن يحافظ على حجم الميزة هذا في اتجاه العمق لعشرات الميكرون. تستخدم هذه التكنولوجيا شعاعًا غير محدد- يركز بإحكام - التركيز العميق غير العميق - على الحث بالقرب من - استئصال المواد النانوية الحقل ، وبالتالي إنشاء آلية قطع مواد النانو. هذه تقنية المعالجة النانوية المتطرفة بالليزر تتنوع آفاق تطبيقات في اثنين- الأبعاد وثلاثة- ، تغطي حقول متعددة مثل الضوئيات والمعلومات الكمومية وتكنولوجيا الاستشعار وحتى الحيوية.
نُشرت نتائج البحث ذات الصلة مؤخرًا في Science Partner Journal Ultrafast Science تحت عنوان "الجوانب Ultrafast Laser High - - نسبة النانوغرام النانوية الشديدة للزجاج وراء λ/100".
مراجعة البحث
يظهر مخطط تخطيطي رئيسي للاخلاف غير متناثر ببنية النانوية والأسلاك النانوية مع عرض خط من 10nm على الزجاج الكوارتز في الشكل 1. التدرج ، والذي يمكن أن ينتج انتثار قوي لحقل الليزر فائق السرعة. يحتوي الحقل القريب على مكونين رئيسيين: مكون سطح الحقل بالقرب من- ومكون حقل داخلي بالقرب من- مع خصائص توزيع مماثلة. في الاتجاه عموديًا على استقطاب الليزر ، يوضح توزيع كثافة الحقل القريب- ميزة تحسين الحقل أفضل من 50 ٪. ومع ذلك ، في الاتجاه الموازي لاستقطاب الليزر ، يُظهر توزيع كثافة الحقل القريب- توهينًا كبيرًا ، والذي يقمع بشكل فعال التفاعل بالليزر - في هذا الاتجاه. سيتم تعزيز هذه ميزة توزيع المجال غير المتماثلة بالقرب من- أثناء عملية المسح التابع لسلسلة نبض الليزر ، ومن خلال التطور المستمر ، فإنها ستعزز تمديد بنية المسام في الاتجاه العمودي لاستقطاب الليزر. لذلك ، تُظهر هذه الآلية جدوى معالجة النانو المتطرفة من خلال البقع البؤرية الكبيرة المتقاربة بشكل ضعيف.
الشكل 1: (أ) المتقاطع - من النانوبور النموذجي المستحث في السيليكا المنصهرة بواسطة أغنية واحدة - نبض غير - الانحراف gauss - bessel. يمكن أن تمتد هذه الهياكل المسام إلى السطح الخلفي للعينة. يمكن تحفيز بنية المسام هذا تحت مجموعة واسعة نسبيًا من زوايا المخروط ، وعرض النبض وأطوال موجية الليزر. ستنتج ثقب Nanodeep هذا تعديل حقل قريب - لحقل الليزر الحادث ، بحيث يتم زيادة شدة المجال في المنطقة المجاورة للنيانوهول بشكل ملحوظ في الاتجاه بشكل عمودي على استقطاب الليزر ، وهذه الميزة موجودة دائمًا على طول اتجاه العمق للنانوول. (ب) باستخدام ليزر فائق السرعة بطول موجة يبلغ 1030 نانومتر وعرض نبض قدره 2PS ومعدل تكرار قدره 333 كيلو هرتز ، تم كتابة سلك نانوي بعرض حوالي 15 نانومًا بسرعة 1.2 ملم/ثانية.
من أجل دراسة آلية المعالجة الخاصة بـ - scale nanogrooves تحت عمل نبضات متعددة ، شيد هذا العمل نموذج حقل الفيزياء - تحت الإجراء التراكمي لنبضات متعددة. وبالتالي ، يتم تحليل عملية ترسب الطاقة وتحويل الحرارة عندما يتم تحليل نبضات التوقيت المختلفة على المادة أثناء عملية حركة التركيز. من توزيع ترسيب طاقة الليزر غير الخطي ، يمكن الحصول على أنه في منطقة تعزيز المجال القريبة- الناجم عن تشتت بنية المسام ، يمكن أن تصل درجة الحرارة المحلية التي يسببها ترسب الليزر في الجدار الداخلي لـ NANO-. نتيجة لذلك ، عندما تتراكم نبضات متعددة ، فإن الحقل المحسّن محليًا بالقرب من- يمنح الجدار الداخلي للثقب العميق nano - ، وبالتالي تشكيل هيكل أخدود عميق. أثناء عملية معالجة Nanogroove ، يُظهر عرض الأخدود اتجاهًا للتناقص مع زيادة كثافة خط نبض الترسيب. منذ أن نشأت الاجتثاث وتوسيع نانوجروف بشكل أساسي من طليعة الحقل القريب المحسّن ، والذي يحتوي على توطين مكاني أعلى ، يمكن أن يكون عرض نانوجروف المكتوب من قبل الليزر الفائق السرعة أصغر من قطر بنية المسام البدء.
الشكل 2: (أ) السطح و (ب) العمق الصليب - المسح الضوئي المجهرية الإلكترون من النانوغراف المكتوبة بواسطة الليزر فائق السرعة على السطح الخلفي للعينة. عندما يتحرك تركيز الليزر بشكل عمودي على اتجاه استقطاب الليزر ، فإن (ج) تدفق الليزر غير الخطي و (د) توزيع درجة الحرارة للسطح الخلفي للعينة التي تم تصرفها بواسطة نبضات زمنية مختلفة. (هـ) توزيع تدفق الليزر غير الخطي على المقطع العرضي للعمق عندما يعمل الليزر الفائق على الثقب العميق nano -.
