Повреждение лазером с фемтосекундными импульсами

Повреждение лазером с фемтосекундными импульсами

· Диэлектрическое разложение в режиме фс может быть объяснено нелинейным возбуждением электронов в полосу проводимости через такие процессы, как лавинная ионизация, туннельная ионизация и многофотонная абсорбция.

· Когда электронная плотность полосы проводимости достигает критической плотности плазмы n_cr = 10²¹ см^-3 (для λ = 800 нм), материал сильно поглощается в процессе обратного «bremsstrahlung», что приводит к абляции и постоянным структурным изменениям.

· Благодаря последним достижениям в области технологии нанесения покрытий можно производить тонкие пленки очень высокого качества.

· Распад этих пленок, как ожидается, приблизится к пределам, определяемым свойствами материала, а не примесями и дефектами.

45-ый слайд:

Повреждение лазером фемтосекундных импульсов II

· В фемтосекундном диапазоне только электронные процессы могут быть возбуждены электрическим полем и способствовать поглощению энергии из лазерного импульса.

· Поглощение происходит в масштабе времени, очень коротком по сравнению с временем теплопередачи.

· Можно отделить и рассмотреть отдельно механизм поглощения, передачи энергии в структуру и физической деградации материала.

46-ой слайд:

Процесс возбуждения электронов во времени (схема)

47-ой слайд:

Нелинейное образование электронов в диэлектрических материалах: критерии повреждения + рисунок

- частота лазера (665 нм) ~ частота плазмы (сильное поглощение)

- решётка становится нестабильной

- фотоизлучение электронов может привести к кулоновскому взрыву

48-ой слайд: