ステンレス鋼のレーザー誘導周期的な表面構造の分散計による監視

科学分野:

• 材料科学
• 光学工学
• 表面科学

背景:

• 高品質の部品を製造するには,レーザーベースの表面構造化が不可欠です.
• 光学散乱計は,マイクロスケールの特徴の高速で非接触,非破壊的なモニタリングソリューションを提供します.
• レーザー誘導周期面構造 (LIPSS) は,材料の特性を調整するために不可欠です.

研究 の 目的:

• LIPSSの形成と特徴のモニタリングのための散乱測定の有効性を調査する.
• LIPSSの顕微鏡ベースの測定と分散測定データを相関させる.
• LIPSS製造におけるリアルタイムプロセス制御のための散乱計の可能性を評価する.

主な方法:

• 超短レーザーパルスと多角スキャニングシステムを使用して,ステンレス鋼のLIPSSの製造.
• 顕微鏡と散乱計に基づく光学セットアップを使用してLIPSSの特徴づけ.
• LIPSSの高さ,空間周期,および規則性を決定するための屈折パターンと強度分布の分析.

主要な成果:

• スキャタロメトリーは,最も高い構造の平均誤差7.7%で420nmまでのLIPSSの高さを正確に推定しました.
• 期間の推定では,よく定義されたLIPSSで平均誤差が約5%であった.
• LIPSSの開口角のモニタリングは規則性と相関し,LIPSSよりもサブ構造が優位な条件を特定します.

結論:

• スキャタロメトリーは LIPSS のインサイトモニタリングと特徴付けの有効な技術です.
• この方法は,進化する difrction パターンを分析することによって,LIPSS形成ダイナミクスの研究を可能にします.
• このアプローチは,レーザーベースの表面構造化におけるプロセスの安定性と再現性を高めます.