《整形飛秒脈衝雷射控制凝聚態材料燒蝕過程》是依託吉林大學，由胡湛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：整形飛秒脈衝雷射控制凝聚態材料燒蝕過程
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡湛
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目系統地研究整形飛秒脈衝雷射作用下凝聚態材料的燒蝕動力學過程及其控制。項目將研究真空條件與大氣環境下燒蝕過程的區別，研究大氣對燒蝕過程的影響，獲得燒蝕效率與螢光強度等可觀測量的定量關係；研究燒蝕電漿光譜的偏振特性及其成因；使用指定形狀的飛秒脈衝序列或者由實驗系統自最佳化得到的脈衝序列形狀主動的適合燒蝕過程的各個階段以實現對其的控制；使用上述方法產生的整形脈衝序列相干的控制能量注入、材料激發過程，進而影響下一步的熔化與燒蝕過程，並施以另一個燒蝕脈衝與預處理表面強耦合，或施以另一個整形脈衝實現進一步控制。通過對各可觀測量隨整形脈衝形狀的變化，以及對能夠最最佳化可觀測量的實驗系統自最佳化得到的脈衝形狀的分析，獲得燒蝕過程演化機制及其控制機制。
結題摘要
本項目研究了幾種不同材料在雙脈衝及整形脈衝飛秒序列作用下的燒蝕動力學過程及其控制方法。通過開環的正弦位相掃描，使用等間距的脈衝序列作用於砷化鎵材料，發現了430nm附近發射譜帶強度極大程度的增強，我們認為是脈衝串激發的聲子協助載流子進入L谷引發了430nm附近的譜帶發射。後續的閉環自最佳化實驗將這一譜帶發射更大程度的增強了。這些結果表明我們實現了對燒蝕過程中能量注入和材料激發過程的相干調控，是本項目執行期間最重要的結果。另外，我們發現了在整形脈衝作用下燒蝕過程中產生電漿的強偏振特性，闡述了其中兩種不同的偏振機制分別來源於相干控制的L谷發射和熔化表層的反射。通過鑽孔實驗，說明了真空條件和大氣條件下材料燒蝕過程中效率、噴濺物、形貌等的區別，發現一定氣壓下燒蝕可達到最佳效果，而並非真空度越高越好。本項目的研究證明了在材料燒蝕方面，整形脈衝相對於變換極限單脈衝是更好的工具，可以有效的調控燒蝕過程中的微觀動力學過程，並影響最終燒蝕形貌。
