Сверхбыстрые лазеры — надежные инструменты для обработки передовых материалов

Уникальные характеристики сверхбыстрых лазеров, таких как пикосекундные и фемтосекундные лазеры, открыли новые возможности в обработке материалов с использованием сверхкоротких импульсов и чрезвычайно высокой пиковой интенсивности. Поэтому в настоящее время сверхбыстрые лазеры широко применяются как в фундаментальных исследованиях, так и в практических задачах. В этом обзоре описаны характеристики обработки сверхбыстрыми лазерами, а также последние достижения и применения в области обработки поверхности и объёма материала. Обработка поверхности включает микрообработку, микро- и наноструктурирование, а также наноабляцию, тогда как объёмная обработка включает двухфотонную полимеризацию и трёхмерную (3D) обработку прозрачных материалов. Также представлены коммерческие и промышленные применения обработки сверхбыстрыми лазерами и приведены обобщение технологии и перспективы её дальнейшего развития. Учёные из Азии рассмотрели роль сверхбыстрых лазеров в обработке материалов. Кодзи Сугиока из RIKEN (Япония) и Я Чэн из Шанхайского института оптики и точной механики (Китай) описывают, как фемтосекундные и пикосекундные лазеры могут использоваться для выполнения различных задач при обработке поверхности и объёма материала. Такие лазеры позволяют с высокой точностью резать, сверлить и аблировать различные материалы, включая металлы, полупроводники, керамику и стёкла. Они также могут полимеризовать органические материалы, содержащие подходящий фотосенсибилизатор, и выполнять трёхмерную обработку внутри прозрачных материалов, таких как стекло. Уже сейчас эти лазеры применяются для изготовления медицинских стентов, ремонта фотошаблонов, сверления сопел струйных принтеров и нанесения рисунка на солнечные элементы. Исследователи также объясняют характеристики таких лазеров и взаимодействие сверхкоротких интенсивных импульсов света с веществом.