水下持久气泡辅助飞秒激光微纳米双尺度复合织构

doi:10.1088/2631-7990/ab729f

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2020年第2卷第1期

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文章导航 > 极端制造（英文） > 2020 > 2(1): 015001

Zhang D S, Ranjan B, Tanaka T, Sugioka K. Underwater persistent bubble-assisted femtosecond laser ablation for hierarchical micro/nanostructuring. Int. J. Extrem. Manuf. 2, 015001(2020).

引用:

Zhang D S, Ranjan B, Tanaka T, Sugioka K. Underwater persistent bubble-assisted femtosecond laser ablation for hierarchical micro/nanostructuring. Int. J. Extrem. Manuf. 2, 015001(2020).

水下持久气泡辅助飞秒激光微纳米双尺度复合织构

doi: 10.1088/2631-7990/ab729f

详细信息

1 RIKEN Center for Advanced Photonics, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan
2 Innovative Photon Manipulation Research Team, RIKEN Center for Advanced Photonics, Wako, Saitama 351-0198, Japan
3 Metamaterials Laboratory, RIKEN Cluster for Pioneering Research, Wako, Saitama 351-0198, Japan

刊出日期: 2020-02-20

摘要

本文提出了一种新型水下持久气泡辅助飞秒激光微纳米双尺度复合织构化工艺。此种工艺能产生具有尾部的同心圆状毫米级宏观结构。尾状宏观结构是由多层扇形（中心角45-141°）复合微纳米结构组成。这种结构的形成是由于在“弓”字型扫描过程中动态气泡所引起的扇形衍射导致的。衍射同时还导致了入射光≥50°方向偏转，使垂直入射激光加工变成了倾斜激光加工。同心圆宏观结构是由静态气泡引起的，包含低/高/超高周期性纳米结构，周期分别为550–900, 100–200, 40–100 nm。40 nm周期，小于1030 nm激光波长的1/25，是目前在硅上可制备的最小表面周期结构。此工艺无需掩模版并且成本低廉，不仅为激光复合微纳米双尺度织构化提供了新的可能性，也同时丰富了激光加工工艺的多样性。
关键词
作者简介
张东石博士于2014年于西安交通大学获得博士学位，随后加入德国埃森-杜伊斯堡大学工业化学系Prof. Stephan Barcikowski课题组进行博士后研究，之后在合肥中科院固体物理所梁长浩教授课题组做数月访问研究，并于2017年加入日本理化学研究所Prof. Koji Sugioka团队继续深造，目前的研究课题为纳米材料和纳米结构的制备，调控和应用。近年来在Chemical Reviews （高被引文章），ACS Applied Nano Materials，Nanomaterials发表多篇文章，总引用一千余次，H-index是21。
杉冈幸次(Koji Sugioka)教授为日本理化学研究所先进光子中心联合研究部门的负责人，先后担任东京电机大学、东京理科大学、京都大学客座教授；作为创始人，发起激光精密微细加工国际研讨会(International Symposium on Laser Precision Microfabrication, LPM)，并担任美国激光学会（LIA）、日本激光加工学会(JLPS)和日本激光技术学会（JLST）理事会成员，国际光电子与激光工程学会（IAPLE）理事会委员，SPIE、OSA和IAPLE会员。Koji Sugioka教授作为超快激光加工技术的领军人物，在激光掺杂、激光刻蚀、激光表面改性、激光诱导选择性金属化、透明材料微细加工、真空紫外激光加工、激光表面纳米结构和三维微/纳加工等领域享誉国际。近年来，在Light: Science & Applications, Applied physics reviews等国际知名期刊上，发表论文200多篇，其中20篇为特邀论文；担任Journal of the Laser Micro/Nanoengineering (JLMN)主编。
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

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水下持久气泡辅助飞秒激光微纳米双尺度复合织构

doi: 10.1088/2631-7990/ab729f

1 RIKEN Center for Advanced Photonics, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan

2 Innovative Photon Manipulation Research Team, RIKEN Center for Advanced Photonics, Wako, Saitama 351-0198, Japan

3 Metamaterials Laboratory, RIKEN Cluster for Pioneering Research, Wako, Saitama 351-0198, Japan

作者简介:

张东石博士于2014年于西安交通大学获得博士学位，随后加入德国埃森-杜伊斯堡大学工业化学系Prof. Stephan Barcikowski课题组进行博士后研究，之后在合肥中科院固体物理所梁长浩教授课题组做数月访问研究，并于2017年加入日本理化学研究所Prof. Koji Sugioka团队继续深造，目前的研究课题为纳米材料和纳米结构的制备，调控和应用。近年来在Chemical Reviews （高被引文章），ACS Applied Nano Materials，Nanomaterials发表多篇文章，总引用一千余次，H-index是21。

杉冈幸次(Koji Sugioka)教授为日本理化学研究所先进光子中心联合研究部门的负责人，先后担任东京电机大学、东京理科大学、京都大学客座教授；作为创始人，发起激光精密微细加工国际研讨会(International Symposium on Laser Precision Microfabrication, LPM)，并担任美国激光学会（LIA）、日本激光加工学会(JLPS)和日本激光技术学会（JLST）理事会成员，国际光电子与激光工程学会（IAPLE）理事会委员，SPIE、OSA和IAPLE会员。Koji Sugioka教授作为超快激光加工技术的领军人物，在激光掺杂、激光刻蚀、激光表面改性、激光诱导选择性金属化、透明材料微细加工、真空紫外激光加工、激光表面纳米结构和三维微/纳加工等领域享誉国际。近年来，在Light: Science & Applications, Applied physics reviews等国际知名期刊上，发表论文200多篇，其中20篇为特邀论文；担任Journal of the Laser Micro/Nanoengineering (JLMN)主编。

刊出日期: 2020-02-20

关键词:

hierarchical micro/nanostructures /

persistent bubble /

femtosecond laser /

surface structuring /

beam refraction /

fan-shaped microstructure /

LIPSS

摘要:

本文提出了一种新型水下持久气泡辅助飞秒激光微纳米双尺度复合织构化工艺。此种工艺能产生具有尾部的同心圆状毫米级宏观结构。尾状宏观结构是由多层扇形（中心角45-141°）复合微纳米结构组成。这种结构的形成是由于在“弓”字型扫描过程中动态气泡所引起的扇形衍射导致的。衍射同时还导致了入射光≥50°方向偏转，使垂直入射激光加工变成了倾斜激光加工。同心圆宏观结构是由静态气泡引起的，包含低/高/超高周期性纳米结构，周期分别为550–900, 100–200, 40–100 nm。40 nm周期，小于1030 nm激光波长的1/25，是目前在硅上可制备的最小表面周期结构。此工艺无需掩模版并且成本低廉，不仅为激光复合微纳米双尺度织构化提供了新的可能性，也同时丰富了激光加工工艺的多样性。

English Abstract

Zhang D S, Ranjan B, Tanaka T, Sugioka K. Underwater persistent bubble-assisted femtosecond laser ablation for hierarchical micro/nanostructuring. Int. J. Extrem. Manuf. 2, 015001(2020).

引用本文:

Zhang D S, Ranjan B, Tanaka T, Sugioka K. Underwater persistent bubble-assisted femtosecond laser ablation for hierarchical micro/nanostructuring. Int. J. Extrem. Manuf. 2, 015001(2020).

Citation:

Zhang D S, Ranjan B, Tanaka T, Sugioka K. Underwater persistent bubble-assisted femtosecond laser ablation for hierarchical micro/nanostructuring. Int. J. Extrem. Manuf. 2, 015001(2020).