研究目的
利用光学成像系统监测钛和氮化硅表面激光诱导周期性表面结构(LIPSS)的动态变化,通过观察图案化过程中的背向散射光实现。
研究成果
研究表明,在钛和氮化硅表面生成激光诱导周期性表面结构(LIPSS)时,会在图案化激光的背向散射光中产生特征性条纹图案,该现象可作为制造过程中监测LIPSS形成的简便快速方法。
研究不足
该研究未能明确阐明载流子密度在条纹图案生成中的作用。氮化硅和钛中极不相同的激光诱导周期表面结构(LIPSS)周期却呈现出相似的条纹图案,这一现象令人惊讶且尚未得到充分解释。
1:实验设计与方法选择:
该研究利用多束飞秒激光脉冲在钛和氮化硅表面制备激光诱导周期性表面结构(LIPSS),并通过光学成像系统观测背向散射光。
2:样本选择与数据来源:
实验采用钛箔和氮化硅箔作为样本。
3:实验设备与材料清单:
使用马克斯·玻恩研究所的高场钛宝石激光器、离轴抛物面镜(OAP)、介质反射镜(M2)、CCD相机(PIXIS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)。
4:2)、CCD相机(PIXIS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将激光脉冲聚焦至靶材表面,背向散射光经OAP收集准直后,重新聚焦至CCD相机。
5:数据分析方法:
采用时域有限差分(FDTD)数值模拟分析观测到的条纹图案形成机理。
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获取完整内容-
Ti:Sapphire laser
Max-Born-Institute High Field
Used for generating femtosecond laser pulses for the experiment.
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off-axis parabolic mirror
OAP
Focuses the laser pulse onto the target and collects backscattered light.
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CCD camera
PIXIS
Used for imaging the backscattered light.
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scanning electron microscopy
SEM
Used for characterizing the LIPSS.
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atomic force microscopy
AFM
Used for characterizing the LIPSS.
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