Высокопроизводительная запись термохимических лазерно-индуцированных периодических структур на пленках металлов

Институт автоматики и электрометрии СО РАН

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

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, для изменения оптических и физических свойств поверхностей (смачиваемость, коэффициент трения, электропроводность).

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

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.