Высокопроизводительная запись термохимических лазерно-индуцированных периодических структур на пленках металлов

Достовалов А.В., Корольков В.П., Бабин С.А., Терентьев В.С., Окотруб К.А., Бронников К.А., Белоусов Д.А.

Институт автоматики и электрометрии СО РАН

Рис. 1. Микроизображение ТЛИППС, сформированной при воздействии астигматического гауссова пучка (зеленый эллипс). Стрелка на рисунке показывает направление сканирования пучка.

Впервые продемонстрировано формирование высокоупорядоченных термохимических лазерно-индуцированных периодических структур (ТЛИППС) при воздействии сфокусированного астигматического гауссова пучка (рис. 1). Период структур в зависимости от условий облучения изменяется с 680 нм до 950 нм при использовании длины волны 1026 нм. Ориентация структур определяется направлением поляризации падающего линейно-поляризованного излучения. Максимальная скорость записи зависит от свойств металла, и в случае гафния составляет 3 мм/с, что при размере пучка 150 мкм дает производительность 0.5 мм2/с. Показана возможность практического применения структур для создания элементов защитных голограмм. Исследованный метод формирования ТЛИППС может быть применен для экономически эффективного синтеза амплитудных масок периодических структур, дифракционных решеток периодом, для изменения оптических и физических свойств поверхностей (смачиваемость, коэффициент трения, электропроводность).

Публикации:

  1. Dostovalov A. V., Korolkov V. P., Okotrub K. A., Bronnikov K. A., & Babin S. A. Oxide composition and period variation of thermochemical LIPSS on chromium films with different thickness //Optics express. – 2018. – Vol. 26. – №. 6. – P. 7712-7723.
  2. Dostovalov A. V., Derrien T. J.-Y., Lizunov S. A., Přeučil F., Okotrub K. A., Mocek T., Korolkov V. P., Babin S. A., Bulgakova N. M. LIPSS on thin metallic films: New insights from multiplicity of laser-excited electromagnetic modes and efficiency of metal oxidation //Applied Surface Science. – 2019 – Vol. 491 – P. 650-658.
  3. Dostovalov A. V., Okotrub K. A., Bronnikov K. A., Terentyev V. S., Korolkov V. P., & Babin, S. A. Influence of femtosecond laser pulse repetition rate on thermochemical laser-induced periodic surface structures formation by focused astigmatic Gaussian beam //Laser Physics Letters. – 2019. – Vol. 16. – №. 2. – P. 026003.
  4. Достовалов А. В., Терентьев В. С., Бронников К. А., Белоусов Д. А., Корольков В. П. Влияние скорости сканирования на формирование ТЛИПСС радиально-симметричным и эллиптическим гауссовым фемтосекундным лазерным пучком //Прикладная фотоника. – 2018. – Т. 5. – № 3. – С. 157-172.