周通博士在《Optics & Laser Technology》發表激光微納加工研究成果
近日，伟德国际1946官方网應用光學研究中心的胡友友副教授團隊和英國利物浦大學Geoff Dearden教授合作在激光微納加工方面取得研究進展，在國際知名光學期刊《Optics & Laser Technology》（中科院物理大類2區TOP，影響因子：5.0）上發表研究論文《Multi-spot ultrafast laser ablation at ambient pressure – a new window on coalescing shock wave interactions》(DOI:10.1016/j.optlastec.2024.110739)，論文第一作者為周通老師，伟德国际1946官方网為第一署名單位。
在大氣壓強下的超快激光燒蝕過程中，激光燒蝕所産生的沉積通常是緊密聚集在燒蝕坑旁。但是，當我們用多束相鄰較近的超快激光同時燒蝕靶材的時候，該沉積物将會呈現一種獨特的、高度對稱的再沉積模式。目前，還尚未有研究對該現象進行解釋。
圖1. 多點激光同時燒蝕316L不鏽鋼所形成的沉積物形狀及其燒蝕過程沖沖擊波壓強作用過程的仿真模拟
本論文通過空間光調制器或分束光學器件生成多束對稱光束，在選定固體目标（鋼、矽）上進行多超短脈沖激光同時燒蝕，并利用光學顯微鏡、 SEM 顯微鏡、ICCD 成像、EDX 化學分析和流體動力學軟件進行模拟、分析。發現在低激光通量（相對于材料燒蝕阈值）下，燒蝕碎片被高度限制在光斑圖案内，而在較高通量下，碎片射流沿着對稱軸發出，到達的距離遠遠超過光斑間隔。這些現象似乎很普遍，但取決于激光束之間的距離、基材和環境氣體密度，并被基于流體動力學 (CFD) 的多點燒蝕模型結果所支持。這一現象有助于更好地理解聚結沖擊波、誘導氣流和環境壓力下的再沉積現象，并對多點超快激光同時加工材料有了新的理論與實驗支持。