Физические основы лазерных микро- и нанотехнологий. Взаимодействие лазерного излучения с веществом

Исследования взаимодействия мощного лазерного излучения с конденсированными средами начались практически сразу после появления первых лазеров. На первых этапах эти исследования ограничивались проблемами «силовой прочности», когда световое воздействие приводит к нарушению целостности этих сред, и были вызваны практическими потребностями создания систем, которые не теряют работоспособности при большой плотности энергии излучения. В дальнейшем границы исследования расширялись, затрагивая как вопросы физики поведения твердотельных сред в экстремальных условиях светового воздействия, так и различные прикладные аспекты, связанные с лазерной обработкой материалов, с направленным изменением их структуры и свойств и т.п.
Со временем традиционные направления изучения взаимодействия лазерного излучения с веществом, такие как исследование разогрева материала, механизмов и закономерностей лазерного испарения, плазмообразования, лазерной абляции и т.п., пополнились целым рядом новых, возникших по мере развития лазерной техники и фотофизики в целом. Сюда прежде всего можно отнести исследования воздействия на вещество лазерных импульсов ультракороткой длительности. Развитие физики и техники сверхкоротких лазерных воздействий сделало возможным прямые экспериментальные исследования динамики быстрых процессов в твердом теле. В прикладном плане использование сверхкоротких импульсов позволило заметно улучшить точность лазерной обработки материалов и разработать методы направленной модификации структуры и свойств материалов в областях микронного масштаба. Другое быстро развивающееся направление исследований – изучение особенностей взаимодействия света с наноразмерными объектами. Здесь значительные успехи достигнуты в области исследования воздействия светового излучения на биологические объекты, что позволило сильно расширить применение лазерных методов в медицине.
Результаты последних исследований в некоторых из перечисленных областей нашли отражение в предлагаемом сборнике. Помещенные в нем статьи перекликаются с материалами докладов, представленных на Международном симпозиуме по физическим основам лазерных микро- и нанотехнологий (Fundamentals of Laser Assisted Micro- & Nanotechnologies – FLAMN-13), проходившего в Санкт-Петербурге 24–28 июня 2013 г. Отметим, что эти статьи не являются простым пересказом текстов докладов, но написаны в развитие тех идей, которые авторы представили на симпозиуме.
В настоящий сборник вошла лишь часть материалов, представленных на симпозиуме. В силу ограниченности объема журнала представленные статьи не полностью отражают тематику симпозиума. Читатели, интересующиеся содержанием оригинальных докладов, а также докладов по тематике, не вошедшей в настоящий том, могут ознакомиться с ними в выпуске Proceedings of SPIE, vol. 9065 (2013).