能量累积效应对飞秒激光诱导表面周期结构的影响

为揭示激光诱导金属表面周期结构的阈值现象及规律的物理本质,实验研究了飞秒脉冲激光在不同实验参数条件下烧蚀铜、铝、银3种金属靶材表面产生的形貌变化,提出激光能量累积效应机制来定量解释激光诱导表面周期结构(LIPSSs)存在单脉冲能量密度阈值与脉冲数阈值的原因及其变化规律。基于激光脉冲能量时空上高斯分布假设和能量累积效应,定量讨论了飞秒激光动态扫描速度和激光脉冲能量密度对产生的表面周期性结构质量的影响,理论和实验结果符合较好。

入射角对飞秒激光诱导金属表面周期性结构的影响

用脉宽为60 fs,频率为1 kHz.中心波长为800 nm的飞秒脉冲激光照射在高纯度的Cu ,Ag, Au金属靶材表面,在损伤阈值附近产生周期性结构,并随着脉冲作用数的增加,产生的规则周期性结构被破坏。研究了人射角度对周期性结构大小的影响,发现在较小角度时,三种金属周期性结构大小几乎没有区别,在较大角度时,三者之间的差别也微乎其微;不同金属的损伤阂值各不相同,因此,认为人射激光的能量密度在较小角度时只影响表面周期性结构的锐利程度,并不影响其大小。并从激光诱导金属表面产生周期性结构的理论出发进行了理论验证。