近日，捷克科學院Hilase中心的研究人員Pert Hauschwitz等人，使用Perla高能量超短脈衝(chong) 激光器，通過首創的大光束直接激光幹涉
法，實驗完成了大尺度表麵微納加工，加工速度可達每秒203200個(ge) 微坑，相比於(yu) 現有方法，大大提高了加工效率。
近日捷克科學院Hilase中心和捷克理工大學核物理工程學院的研究人員，在高速大尺度微納結構加工上取得了重要進展。
實驗展示了使用四光束直接激光幹涉（Direct Laser interference Patterning，DLIP）光致表麵周期結構（Laser Induced Periodic
Surface Structures，LIPSS）技術，在AISI326L鋼上，可單次成形數千加工點，達到了203200微坑/秒的加工速度。
實驗中使用的光源為(wei) Hilase Perla B型激光器，在《Optics & Laser Technology》上發表了題為(wei) 《Towards rapid large-scale
LIPSS fabrication by 4-beam ps DLIP》的論文。
在以往的激光周期性結構加工的過程中（Laser-Induced Periodic Produced Structures, LIPSS）,使用的都是直接激光燒蝕技術。這
種技術簡單、靈活、並且可靠。 LIPSS可以一步實現，因此在調整材料表麵的摩擦學、光學、機械、化學屬性上，有著廣泛的国产成人在线观看免费网站。
LIPSS可以被分為(wei) 兩(liang) 大類，低頻LIPSS（Low-spatial frequency LIPSS, LSFL）和高頻LIPSS（High-Spatial Frequency LIPSS），分
別對應所加工的微結構周期大於(yu) 或近似於(yu) 加工用激光波長，以及微結構周期遠小於(yu) 加工用激光波長的情況。這種結構可以賦予諸如金
屬、半導體(ti) 、聚合物、合金等材料新的表麵特性。舉(ju) 例來說，某些特定的微結構可以讓材料表麵得到更好的保護、具備超疏水性、自潔
性、摩擦力控製、反射抑製、抗菌、甚至有很好的裝飾作用。過去幾十年來，LIPSS技術在科學以及工業(ye) 領域都引起了越來越多的關(guan)
注。
然而，加工速度一直是LIPSS技術的一個(ge) 短板，普通的單光束直接熔蝕技術的最高加工速度不過每分鍾幾十平方厘米。而且隨著大功率
超短脈衝(chong) 激光的引入，單光束加工係統還是隻能在熔蝕閾值附近工作，加工效率也是一個(ge) 弱項。因此，如何高效地利用高功率激光器地
能量是目前解決(jue) 問題地關(guan) 鍵。現在正在使用的方法包括超快光束掃描和多光束幹涉法。
近年來直接激光幹涉條紋法（Direct Laser Interference Patterning, DLIP）是在微結構加工中使用的快速而高效的方法。這個(ge) 方法是
用兩(liang) 束或者多束激光，在被加工表麵上，直接形成幹涉條紋曝光。通過控製光束的數量、入射角、波長、偏振態、強度、相位差等，可
以精確控製幹涉圖樣。
論文中提出了用於(yu) 增加幹涉區域，從(cong) 而實現高效利用高功率脈衝(chong) 激光的新方法。此外，DLIP和LIPSS的結合，使得微結構和亞(ya) 微結構的
生產(chan) 效率大大提升，大麵積衍射以及超疏水表麵的生產(chan) 麵積上升了幾個(ge) 數量級。
實驗中使用AISI 316L鋼作為(wei) 試驗材料，這種鋼在生產(chan) 生活中有著廣泛国产成人在线观看免费网站，比較有代表性。激光器使用的是1030nm的HiLASE Perla
B激光器。實驗中的激光器設定的重複頻率為(wei) 1kHz，脈衝(chong) 長度為(wei) 1.7ps，脈衝(chong) 能量最高3mJ。光源產(chan) 生的激光被棱鏡分成4路，然後通
過300mm焦距的透鏡在加工麵上幹涉重合，形成點狀幹涉條紋。如圖：
下圖a中展示了在AISI 316L不鏽鋼上，使用1000次1mJ能量，四光束幹涉條紋所生產(chan) 的25μm周期性結構。圖b的曲線展示了周期性加
工區域的麵積與(yu) 脈衝(chong) 能量和脈衝(chong) 數之間的關(guan) 係。
在脈衝(chong) 過多或者脈衝(chong) 能量太大時，由於(yu) 熱量堆積，會(hui) 造成局部熔解，從(cong) 而影響加工麵質量。下圖是在不同的脈衝(chong) 能量（mJ）和不同的
脈衝(chong) 數量（N）的情況下，被加工表麵的情況：
通過四光束幹涉加工技術可以大大提高周期性表麵微結構加工的效率。下圖中為(wei) 的示例微孔結構已經具備了一定的表麵光學特性以及明
顯的疏水性。圖中為(wei) 8微升的水滴在表麵上的狀態。每個(ge) 加工區域50次2mJ脈衝(chong) 曝光。
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論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399220311658
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