अल्ट्राफास्ट लेजर सामग्री प्रसंस्करण के क्षेत्र में, प्रसंस्करण पैमाने का चरम नियंत्रण हमेशा क्षेत्र में मुख्य चुनौतियों में से एक रहा है। नैनोस्केल लेजर प्रोसेसिंग तकनीक के - गहराई के विकास के साथ, लेजर प्रसंस्करण की आंतरिक सीमा समस्या शैक्षणिक समुदाय में चिंता का एक सीमांत विषय बन गई है। विवर्तन प्रभाव के कारण होने वाले लेजर फोकल स्पॉट सीमा को ध्यान में रखते हुए, सुपर - को प्राप्त करने की कुंजी नैनोप्रोसेसिंग को लेजर - का उपयोग करने के लिए है। इसलिए, सुदूर क्षेत्र और निकट क्षेत्र में लेज़रों के व्यवहार को विनियमित करने से न केवल पारंपरिक ऑप्टिकल विवर्तन सीमा के माध्यम से टूटने और नैनोस्केल अल्ट्राफास्ट सामग्री संशोधन को प्राप्त करने की उम्मीद है, बल्कि कई नैनोमीटर के एक अभूतपूर्व संकल्प को प्राप्त करने के लिए, एटॉम - स्तर प्रसंस्करण के लिए एक नया पथ खोलना है।
पेपर में "अल्ट्राफास्ट लेजर हाई पहलू अनुपात λ/100 से परे ग्लास सामग्री के चरम नैनोस्ट्रक्चर प्रसंस्करण" अल्ट्राफास्ट साइंस में प्रकाशित होने के लिए, नॉर्थवेस्टर्न पॉलिटेक्निकल यूनिवर्सिटी से प्रोफेसर चेंग गुआंगघुआ की एक संयुक्त टीम और शोधकर्ता रज़वन स्टोयन ने ह्यूबर्ट कर्विन के लिए फ्रांसीसी नेशनल सेंटर के लिए एक ब्रेकथ्रॉफ़र रिस्प्रेशनल की सूचना दी। 1/100 निकट - इन्फ्रारेड अल्ट्राफास्ट लेज़रों की तरंग दैर्ध्य, नैनोमीटर के स्तर तक पहुंचते हैं, और इस सुविधा के आकार को दसियों माइक्रोन की गहराई दिशा में बनाए रख सकते हैं। यह तकनीक एक गैर - का उपयोग करती है, कसकर लंबे समय तक केंद्रित - गहरी नॉन - विवर्तन बीम को - फील्ड नैनोस्केल सामग्री एब्लेशन के पास प्रेरित करने के लिए विवर्तन बीम, जिससे एक नैनोस्केल सामग्री कटिंग तंत्र स्थापित होता है। इस अल्ट्राफास्ट लेजर एक्सट्रीम नैनोप्रोसेसिंग तकनीक ने दो - आयामी और तीन - आयामी स्तरों में दो - आयामी और तीनों में विविधता प्राप्त की है, जैसे कि फोटोनिक्स, क्वांटम जानकारी, सेंसिंग तकनीक और यहां तक कि बायोमेडिसिन जैसे कई क्षेत्रों को कवर किया गया है।
प्रासंगिक शोध परिणाम हाल ही में विज्ञान भागीदार जर्नल अल्ट्राफास्ट साइंस में "अल्ट्राफास्ट लेजर हाई - पहलू - अनुपात के चरम नैनोस्ट्रक्चरिंग को λ/100 से परे" शीर्षक के तहत प्रकाशित किए गए थे।
अनुसंधान समीक्षा
नॉन - के सिद्धांत योजनाबद्ध आरेख में विवर्तन अल्ट्राफास्ट बीसेल बीम डायरेक्ट राइटिंग नैनोपोरस स्ट्रक्चर स्कैटरर्स और नैनोवायर्स क्वार्ट्ज ग्लास पर 10nm की लाइन चौड़ाई के साथ चित्र 1 में दिखाया गया है। ढाल, जो अल्ट्राफास्ट लेजर क्षेत्र के मजबूत प्रकीर्णन का उत्पादन कर सकता है। इसके निकट क्षेत्र में दो प्रमुख घटक होते हैं: एक निकट - फ़ील्ड सतह घटक और समान वितरण विशेषताओं के साथ - फ़ील्ड घटक के पास एक आंतरिक। लेजर ध्रुवीकरण के लिए लंबवत दिशा में, निकट - क्षेत्र की तीव्रता वितरण 50%से बेहतर क्षेत्र वृद्धि की सुविधा दिखाता है। हालांकि, लेजर ध्रुवीकरण के समानांतर दिशा में, निकट - क्षेत्र की तीव्रता वितरण एक महत्वपूर्ण क्षीणन दिखाता है, जो इस दिशा में लेजर - मामले की बातचीत को प्रभावी ढंग से दबा देता है। लेजर पल्स अनुक्रम की स्कैनिंग प्रक्रिया के दौरान - क्षेत्र वितरण सुविधा के पास यह असममित को और बढ़ाया जाएगा, और निरंतर विकास के माध्यम से, यह लेजर ध्रुवीकरण के लिए लंबवत दिशा में छिद्र संरचना के विस्तार को बढ़ावा देगा। इसलिए, यह तंत्र कमजोर रूप से परिवर्तित बड़े फोकल स्पॉट के माध्यम से चरम नैनोस्केल प्रसंस्करण की व्यवहार्यता को दर्शाता है।
चित्रा 1: (ए) क्रॉस - एक विशिष्ट नैनोपोर का खंड एक कमजोर रूप से परिवर्तित एकल - पल्स नॉन - विवर्तन गॉस - बेसेल बीम द्वारा। ये छिद्र संरचनाएं नमूने की पिछली सतह तक विस्तारित हो सकती हैं। इस छिद्र संरचना को शंकु कोण, नाड़ी चौड़ाई और लेजर तरंग दैर्ध्य की अपेक्षाकृत विस्तृत श्रृंखला के तहत प्रेरित किया जा सकता है। यह नैनोडीप छेद घटना लेजर क्षेत्र के - फील्ड मॉड्यूलेशन के पास एक महत्वपूर्ण उत्पादन करेगा, ताकि नैनोहोल से सटे हुए क्षेत्र में क्षेत्र की तीव्रता लेजर ध्रुवीकरण की दिशा में काफी बढ़ जाती है, और यह सुविधा हमेशा नानोले की गहराई की दिशा में मौजूद होती है। (बी) 1030nm की तरंग दैर्ध्य के साथ एक अल्ट्राफास्ट लेजर और 2ps की एक पल्स चौड़ाई और 333kHz की पुनरावृत्ति दर का उपयोग करना, लगभग 15nm की चौड़ाई वाला एक नैनोवायर 1.2 मिमी/s की गति से लिखा गया था।
कई दालों की कार्रवाई के तहत चरम - स्केल नैनोग्रोव के प्रसंस्करण तंत्र का अध्ययन करने के लिए, इस कार्य ने कई दालों की संचयी कार्रवाई के तहत एक बहु - भौतिकी क्षेत्र मॉडल का निर्माण किया। इस प्रकार, ऊर्जा जमाव और गर्मी रूपांतरण प्रक्रिया जब अलग -अलग समय दालों पर फ़ोकस आंदोलन प्रक्रिया के दौरान सामग्री पर कार्य करते हैं तो विश्लेषण किया जाता है। Nonlinear लेजर ऊर्जा जमाव वितरण से, यह प्राप्त किया जा सकता है कि निकट - फील्ड एन्हांसमेंट क्षेत्र में ताकना संरचना बिखरने से प्रेरित, लेजर ऊर्जा जमाव से प्रेरित स्थानीय तापमान 3000k से अधिक तक पहुंच सकता है, जो कि लेज़र सतह के समान एक घटना को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त है। नतीजतन, जब कई दालें जमा होती हैं, तो स्थानीय रूप से - के पास बढ़ाया गया, फ़ील्ड फ्रंट लगातार नैनो की आंतरिक दीवार को मिटा देता है - गहरे छेद, जिससे एक नैनो - गहरी खरगोश संरचना बन जाती है। नैनोग्रोव प्रसंस्करण प्रक्रिया के दौरान, नाली की चौड़ाई बयान पल्स लाइन घनत्व की वृद्धि के साथ घटने की प्रवृत्ति को दर्शाती है। चूंकि नैनोग्रूव का पृथक्करण और विस्तार मुख्य रूप से क्षेत्र के निकट क्षेत्र में सबसे आगे है, जिसमें एक उच्च स्थानिक स्थानीयकरण होता है, अल्ट्राफास्ट लेजर द्वारा लिखे गए नैनोग्रूव की चौड़ाई शुरुआती ताकना संरचना डरावना के व्यास से भी छोटी हो सकती है।
चित्रा 2: (ए) सतह और (बी) गहराई क्रॉस - नमूना की पिछली सतह पर अल्ट्राफास्ट लेजर द्वारा लिखे गए नैनोग्रूव के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ को स्कैन करना। जब लेजर फोकस लेजर ध्रुवीकरण की दिशा में लंबवत चलता है, तो (सी) नॉनलाइनियर लेजर फ्लक्स और (डी) नमूना की पिछली सतह का तापमान वितरण अलग -अलग समय दालों द्वारा कार्य किया जाता है। (ई) गहराई से क्रॉस सेक्शन पर नॉनलाइनियर लेजर फ्लक्स वितरण जब अल्ट्राफास्ट लेजर नैनो - गहरे छेद पर कार्य करता है।
