研究目的
研究通过玻璃吸收CO2激光辐射产生的激光诱导羽流来处理覆盖熔融石英(SiO2)板的晶体硅(α-Si)表面的方法。
研究成果
利用CO?激光辐射作用于熔融石英产生的激光诱导羽流可对晶体硅进行加工。研究表明，该过程温度约为3000 K，主要加工机制是冲击热效应引发的硅材料蒸发。采用此方法可在样品上形成深度2至6微米的结构（q?=10?–10? W/cm2）。
研究不足
该方法需要使用一个额外元件——激光能量吸收器，这对方法的能量效率有显著影响。由于分辨率和加工质量并不直接取决于激光束参数，而是由等离子体微羽流特性决定，因此对微加工过程的控制变得更加复杂。
1：实验设计与方法选择：
研究采用波长λ=10.6微米的CO2激光器，以准连续模式运行，脉冲持续时间τ=200微秒，脉冲重复频率f=5千赫兹。辐射为线偏振高斯光束，发散角2毫弧度。
2：6微米的CO2激光器，以准连续模式运行，脉冲持续时间τ=200微秒，脉冲重复频率f=5千赫兹。辐射为线偏振高斯光束，发散角2毫弧度。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：选用具有特定特性的晶体硅作为加工样品。
3：实验设备与材料清单：
实验装置包含CO2激光器、计算机、二维工作台、金镜、锗透镜、硅样品及熔融石英。
4：实验流程与操作步骤：
通过该实验装置在硅表面制备衍射相位光栅（DPG）。
5：数据分析方法：
采用光学显微镜和轮廓仪研究成型元件的表面特性。
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Carl Zeiss Axio Imager microscope
Axio Imager
Carl Zeiss
Used for studying the surface of the formed elements
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CO2 laser
Used for generating laser-induced plume for silicon processing
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Avantes optical spectrometer
Avantes
Used for measuring the temperature of the plume
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Hommel Tester T8000 contact profilometer
T8000
Hommel Tester
Used for detailed study of the gratings topography
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ZnSe lens
Used in the DPG testing setup
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