热力学研究晶片动力学在化模式内,由皮秒激光脉冲驱动,用于表面结构
Helen Papadaki1,2, Inam Mirza3, Nadezhda M Bulgakova3
1Physical Acoustics and Optoacoustics Laboratory, Department of Music Technology and Acoustics, Hellenic Mediterranean University, 74133 Rethymnon, Greece.
Materials (Basel, Switzerland)
|December 31, 2025
概括
上的激光诱导周期性表面结构 (LIPSS) 是通过控制热力学动力学来形成的. 机械静止波,受激光脉冲参数和几何的影响,增强波纹形成以提供量身定制的表面功能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 计算物理 计算物理
背景情况:
- 超短脉冲激光器可以精确修改的表面.
- 激光诱导周期性表面结构 (LIPSS) 提供可调整的表面特性.
- 了解LIPSS形成的基础物理对于高级应用至关重要.
研究的目的:
- 通过使用皮秒激光脉冲来研究控制在上LIPSS形成的热力学动力学.
- 阐明机械静止波和水力动力学效应在波浪产生中的作用.
- 探索激光扫描参数,如透深度和脉冲测序,如何影响LIPSS特征.
主要方法:
- 晶片辐射的多物理有限元素建模.
- 模拟单脉冲照射作为连续激光扫描的模拟.
- 对热力学应力,应变和融层动态的分析.
- 研究激光焦点位置,透深度和脉冲重叠的影响.
主要成果:
- 层内的机械静止波干扰增强了近波长周期性的波纹形成.
- 透深度关键控制波纹稳定性:浅深度 (75-150nm) 产生持久的模式,而更深的深度 (~2.5μm) 促进水力动力平滑.
- 连续的激光脉冲放大波纹幅度和均性,这是由于先前脉冲的残余应力和应变造成的.
结论:
- 在上形成决定性的LIPSS是通过对机械静止波的受控激发来实现的.
- 关键参数包括透深度,边界几何和脉冲测序.
- 这项研究提供了关于优化激光参数以实现可预测的表面结构的见解.
