V oblasti spracovania ultra rýchleho laserového materiálu bola extrémna kontrola stupnice spracovania vždy jednou z hlavných výziev v teréne. Vďaka technológii hĺbky hĺbky laserového spracovania laserov v hĺbke - sa v akademickej komunite stal problémom s vnútorným limitným problémom spracovania laserov. Considering the laser focal spot limitation caused by the diffraction effect, the key to achieving super-diffraction nanoprocessing is to use laser-induced self-assembled scatterers to convert laser far-field radiation into near-field components. Preto sa neočakáva, že regulácia správania laserov v ďalekom poli a blízko poľa sa prelomí tradičným optickým difrakčným limitom a dosiahne modifikáciu ultra rýchlych materiálov v nanomateriále, ale tiež na dosiahnutie bezprecedentného rozlíšenia niekoľkých nanometrov, čím sa otvorí nová cesta pre optické prostriedky na dosiahnutie atomického - na úrovni presnosti.
V dokumente „Ultrafast laserový vysoký pomer strán extrémna nanoštruktúra Spracovanie sklenených materiálov mimo λ/100“, ktoré sa majú publikovať v Ultrafast Science, spoločný tím profesora Chenga Guanghua z Northwestern Polytechnical University a Researcher Stoian z Hubert Curert Laboratory francúzskeho centra pre vedecký výskum informoval o prerušení techniky {1 { Veľkosť prvkov môže byť nižšia ako 1/100 vlnovej dĺžky blízkeho - infračervené ultrarýchle lasery, dosahu hladiny nanometrov a môže udržať túto veľkosť funkcie v hĺbkovom smere desiatok mikrónov. Táto technológia používa non - pevne zaostrenú dlhú - zaostrenie hlboko non - difrakčného lúča na vyvolanie v blízkosti - poľa nanoscale material Ablácia, čím sa vytvorí mechanizmus rezania materiálov v nanocale. Táto technológia ultra rýchleho laserového extrémneho nanopracovania má diverzifikované vyhliadky na aplikáciu v dvoch - Dimensional a tri {{{{}} úrovňami, ktoré sa vzťahujú na viacero polí, ako sú fotonika, kvantové informácie, technológia snímania a dokonca aj biomedicín.
Relevantné výsledky výskumu boli nedávno publikované v The Science Partner Journal Ultrafast Science pod názvom „Ultrafast laser High - aspekt - pomer extrémne nanoštruktúrovanie skla za λ/100".
Preskúmanie výskumu
Zásadný schematický diagram non - Difrakčný ultrafrakčný beselový lúč priame písanie nanoporéznych štruktúr a nanovláknov s šírkou čiary 10nm na kremennom skle je znázornené na obrázku 1. Gradient indexu, ktorý môže produkovať silné rozptyl ultrarýchle laserového poľa. Jeho blízke pole obsahuje dve hlavné komponenty: A blízka - komponent poľa a interná blízka - zložka poľa s podobnými distribučnými charakteristikami. V smere kolmom na laserovú polarizáciu zobrazuje distribúcia intenzity poľa blízko - funkciu vylepšenia poľa lepšiu ako 50%. V smere rovnobežnej s laserovou polarizáciou však distribúcia intenzity poľa blízko - ukazuje významné útlm, ktorý v tomto smere účinne potláča laser -. Táto asymetrická funkcia v blízkosti - poľa sa bude ďalej vylepšiť počas procesu skenovania laserovej pulzovej sekvencie a prostredníctvom nepretržitého vývoja bude podporovať rozšírenie štruktúry pórov v smere kolmej na laserovú polarizáciu. Tento mechanizmus preto ukazuje uskutočniteľnosť extrémneho spracovania nanomateriálov prostredníctvom slabo konvergovaných veľkých ohniskových škvŕn.
Obrázok 1: (a) Cross - časti typického nanopóru vyvolaného fúzovaným oxidom kremičitým slabo konvergovaným singlom {{}} pulz non - difrakčným gauss {- besel lúč. Tieto pórové štruktúry sa môžu rozšíriť k zadnému povrchu vzorky. Táto štruktúra pórov môže byť indukovaná v relatívne širokom rozsahu kužeľových uhlov, šírky impulzov a laserových vlnových dĺžok. Tento nanodeep otvor bude produkovať významnú blízkosti - poľa modulácie poľa dopadajúceho laserového poľa, takže intenzita poľa v oblasti susediacej s nanoholom sa výrazne zvýši v smere kolmom na laserovú polizáciu a táto vlastnosť vždy existuje v hĺbkovom smere nanoholu. (b) Použitím ultrarýchle laser s vlnovou dĺžkou 1030nm a šírkou impulzu 2PS a opakovacou rýchlosťou 333 kHz bola nanowire so šírkou asi 15nm napísaná rýchlosťou 1,2 mm/s.
Aby sa študoval mechanizmus spracovania extrémnych - nanogroovov mierky pod pôsobením viacerých impulzov, táto práca skonštruovala multi - fyzikálny model poľa pri kumulatívnom pôsobení viacerých impulzov. Preto sa analyzujú proces ukladania energie a konverzie tepla, keď sa analyzujú rôzne časovacie impulzy na materiál počas procesu zamerania. Z nelineárnej distribúcie depozície laserovej energie je možné získať, že v oblasti Blízkeho - poľa vylepšená rozptylom štruktúry pórov môže lokálna teplota vyvolaná depozíciou laserovej energie dosiahnuť viac ako 3 000 K, čo je dostatočné na vyvolanie fenoménu podobného ako laserové povrchové ablácie na vnútornej stene z nano {{6} {}} {}} {}} {} {}} {}} {} {}} {} {} {} {}} {} {} {} {} {} {}} Výsledkom je, že keď sa hromadí viac pulzov, lokálne vylepšené blízko - predok poľa nepretržite eroduje vnútornú stenu nano -, čím vytvára nano - hlbokú drážkovú štruktúru. Počas procesu spracovania nanogroove šírka drážky ukazuje trend poklesu so zvýšením hustoty depozičnej pulzovej čiary. Pretože ablácia a expanzia nanogroove pochádza hlavne z popredia vylepšeného poľa, ktoré má vyššiu priestorovú lokalizáciu, šírka nanogroove napísaného ultrarýchle laserom môže byť dokonca menšia ako priemer počiatočného rozptylu štruktúry pórov.
Obrázok 2: (a) Povrch a (b) Hĺbkový kríž - Skenovacie elektrónové mikrografy nanogroove napísané ultra rýchlym laserom na zadnom povrchu vzorky. Keď sa laserové zaostrenie presunie kolmo na smer laserovej polarizácie, (C) nelineárny laserový tok a (d) distribúcia teploty zadnej plochy vzorky pôsobia rôznymi časovými impulzmi. (E) Nelineárne distribúcia laserového toku v hĺbkovom priereze, keď ultra rýchly laser pôsobí na nano - hlboký otvor.
