Новости индустрии 1 

Недавно группа исследователей из Университета Тохоку в Японии успешно использовала специальный радиально поляризованный лазерный луч, чтобы сфокусироваться на внутренней части материала и создать крошечные пятна света, что, в свою очередь, значительно повышает разрешение лазерной обработки материалов.

Этот инновационный подход, подробно описанный в журнале Optics Letters, совершает революцию в технологии лазерной обработки.

Технология лазерной обработки играет жизненно важную роль во многих отраслях промышленности, включая автомобильную, полупроводниковую и фармацевтическую, особенно в прецизионной обработке, такой как сверление и резка. Хотя ультракороткоимпульсные лазерные источники способны обеспечить точную обработку в масштабе от микрона до десятков микрон, современная промышленность и научные исследования отмечают растущий спрос на обработку меньшего масштаба, при этом точность ниже 100 нанометров становится непреодолимым препятствием для современных технологий.

Исследователи из Университета Тохоку сосредоточились на радиально поляризованных лазерных лучах, специальных векторных лучах, которые генерируют продольные электрические поля в фокусе, в результате чего пятно меньше, чем у обычных лучей. Хотя это свойство демонстрирует большой потенциал обработки, фоторефракция на границе раздела воздух-материал приводит к ослаблению пятна внутри материала, что ограничивает его применение.

Чтобы преодолеть эту проблему, исследовательская группа творчески применила метод масляной иммерсии, который обычно используется в биомикроскопии. При нанесении масляно-иммерсионного объектива на стеклянную подложку, обработанную лазером, свет не изгибается при прохождении через погруженное масло и стекло, поскольку масло и стекло имеют одинаковые показатели преломления, что обеспечивает стабильность и точность пятна.

Исследователи углубились в поведение радиально поляризованных лучей и обнаружили, что продольное поле значительно усиливается, когда луч сфокусирован и объединен с круглым дисплеем. Этот эффект усиления обусловлен большим углом полного отражения на границе раздела стекло-воздух. Используя этот кольцевой луч с радиальной поляризацией, команде удалось создать крошечную фокусную точку.

Затем они применили эту технику для обработки стеклянных поверхностей ультракоротким импульсным лазерным лучом. Преобразованный импульс подается один раз на заднюю часть стеклянной подложки, чтобы создать в материале отверстие диаметром 67 нанометров, размер которого составляет примерно 1/16 длины волны лазерного луча, что значительно повышает точность обработки.

Этот прорыв не только повышает точность прямой обработки материалов с использованием усиленного продольного электрического поля, но также дает нам простой способ реализовать масштабы обработки менее 100 нанометров», — сказал Юичи Козава, доцент Института междисциплинарных исследований Университета Тохоку. Исследования в области передовых материалов (IMRAM) и соавтор статьи «Это откроет новые возможности для лазерного нанопроизводства в различных промышленных и научных областях».