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飞秒激光诱导硅表面高频周期结构

李志明 王玺 聂劲松 胡瑜泽

李志明, 王玺, 聂劲松, 胡瑜泽. 飞秒激光诱导硅表面高频周期结构[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106003-0106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0106003
引用本文: 李志明, 王玺, 聂劲松, 胡瑜泽. 飞秒激光诱导硅表面高频周期结构[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106003-0106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0106003
Li Zhiming, Wang Xi, Nie Jinsong, Hu Yuze. High frequency femtosecond laser induced periodic spatial structure on silicon surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 106003-0106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0106003
Citation: Li Zhiming, Wang Xi, Nie Jinsong, Hu Yuze. High frequency femtosecond laser induced periodic spatial structure on silicon surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 106003-0106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0106003

飞秒激光诱导硅表面高频周期结构

doi: 10.3788/IRLA201847.0106003
基金项目: 

脉冲功率激光技术国家重点实验室基金(SKL2014ZR03)

详细信息
    作者简介:

    李志明(1993-),男,硕士生,主要从事激光与物质相互作用方面的研究。Email:774762592@qq.com

    通讯作者: 聂劲松(1971-),男,教授,博士,主要从事激光对抗应用方面的研究。Email:njs7001@sina.com
  • 中图分类号: TN244

High frequency femtosecond laser induced periodic spatial structure on silicon surface

  • 摘要: 通过引入双温方程电子数密度模型,德鲁德模型和波纹间隔理论=/2,得到高频波纹周期具有波长依赖性的特点,分析了在辐射光通量接近损伤阈值时,高频周期波纹在一定范围内接近/6~/4,且随入射激光通量近似成正比。同时基于时域有限差分法(FDTD)的方法对飞秒激光辐照硅表面电场分布进行数值仿真,在初始脉冲形成近波长波纹的情况下,硅表面的电场再分布使得激光能量大多沉积在凹槽边缘,产生高频周期性结构。在此基础上对初始凹槽深度和激发态下硅表面的光学性质(介电常数)进行分析,得到了形成高频周期波纹的条件。该研究对于理解飞秒激光造成硅表面形成周期结构及其在加工硅材料领域具有重要的参考意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-09
  • 修回日期:  2017-08-13
  • 刊出日期:  2018-01-25

飞秒激光诱导硅表面高频周期结构

doi: 10.3788/IRLA201847.0106003
    作者简介:

    李志明(1993-),男,硕士生,主要从事激光与物质相互作用方面的研究。Email:774762592@qq.com

    通讯作者: 聂劲松(1971-),男,教授,博士,主要从事激光对抗应用方面的研究。Email:njs7001@sina.com
基金项目:

脉冲功率激光技术国家重点实验室基金(SKL2014ZR03)

  • 中图分类号: TN244

摘要: 通过引入双温方程电子数密度模型,德鲁德模型和波纹间隔理论=/2,得到高频波纹周期具有波长依赖性的特点,分析了在辐射光通量接近损伤阈值时,高频周期波纹在一定范围内接近/6~/4,且随入射激光通量近似成正比。同时基于时域有限差分法(FDTD)的方法对飞秒激光辐照硅表面电场分布进行数值仿真,在初始脉冲形成近波长波纹的情况下,硅表面的电场再分布使得激光能量大多沉积在凹槽边缘,产生高频周期性结构。在此基础上对初始凹槽深度和激发态下硅表面的光学性质(介电常数)进行分析,得到了形成高频周期波纹的条件。该研究对于理解飞秒激光造成硅表面形成周期结构及其在加工硅材料领域具有重要的参考意义。

English Abstract

参考文献 (19)

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