Китайская команда добилась поляризационно-независимой обработки фемтосекундным лазером. 

Группа исследователей из Сямэньского университета и Даляньского технологического университета недавно совершила значительный прорыв в области лазерной нанофабрикации. Они предложили метод изготовления поверхностных наноструктур, не зависящий от поляризации, успешно создав наноканавки минимальным размером приблизительно 38 нанометров на тонких пленках сульфида сурьмы (Sb₂S₃) с помощью фемтосекундных лазеров, использующих микросферы, что эквивалентно 1/27 длины волны лазера. Это достижение было опубликовано в всемирно известном журнале *Light: Science & Applications*, предлагая новое решение для нанофабрикации следующего поколения.

Ключевые технологические прорывы включают:

1. Преодоление дифракционного предела: исследовательская группа использовала фотонный наноджет (PNJ), генерируемый микросферами, для фокусировки фемтосекундного лазера, достигнув полуширины фокусного пятна приблизительно в 920 нанометров. Сочетание эффекта двухфотонного нелинейного поглощения материала Sb₂S₃ с эффектом теплового накопления лазеров с высокой частотой повторения позволило достичь точности обработки всего в 38 нанометров.

2. Выявление механизма образования: Исследование показало, что образование наноборозд в основном обусловлено поверхностным термическим напряжением. Под воздействием фемтосекундного лазерного излучения с высокой частотой повторения материал подвергается многократным процессам плавления, повторного затвердевания и переохлаждения. Гауссово распределение энергии лазера создает температурный градиент, вызывая эффект Марангони. Этот градиент поверхностного натяжения приводит к потоку жидкости из центральной высокотемпературной области в краевую низкотемпературную область, образуя нанобороздки во время фазы охлаждения.

3. Подтверждение поляризационно-независимых свойств. С помощью моделирования методом конечных разностей во временной области (FDTD) и экспериментов группа подтвердила, что когда материал находится в расплавленном состоянии, поскольку показатель преломления жидкого состояния аналогичен показателю преломления аморфного состояния, распределение электрического поля лазера сохраняет симметричное гауссово распределение и не демонстрирует областей затухания энергии из-за направления поляризации. Эксперименты показывают, что непрерывные и однородные наноструктуры могут быть получены независимо от того, является ли направление поляризации лазера 0° или 90° относительно направления сканирования.