Субволновой характер упорядоченного разрушения конденсированных сред циркулярно поляризованным ультракороткоимпульсным лазерным излучением

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Макин В.С., Пестов Ю.И., Макин Р.С. Субволновой характер упорядоченного разрушения конденсированных сред циркулярно поляризованным ультракороткоимпульсным лазерным излучением // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 3. С. 17–27. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-03-17-27

Makin V.S., Pestov Yu.I., Makin R.S. The subwavelength character of the ordered breakdown of condensed media by circularly polarized ultrashort-pulse laser radiation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2020. V. 87. № 3. P. 17–27. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-03-17-27

Ссылка на англоязычную версию:

V. S. Makin, Yu. I. Pestov, and R. S. Makin, "The subwavelength character of the ordered breakdown of condensed media by circularly polarized ultrashort-pulse laser radiation," Journal of Optical Technology. 87(3), 147-154 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000147

Аннотация:

Проанализированы опубликованные экспериментальные данные по взаимодействию циркулярно поляризованного ультракороткоимпульсного лазерного излучения с конденсированными средами. Предложено объяснение особенностям субволнового упорядоченного разрушения сред с существенно различными физическими свойствами на основе универсальной поляритонной модели.

Ключевые слова:

поверхностные плазмон-поляритоны, взаимодействие, конденсированные среды, ультракороткие импульсы, циркулярная поляризация, универсальная поляритонная модель

Благодарность:

Авторы выражают благодарность Аркановой И.В. за помощь в подготовке рисунков.

Коды OCIS: 190.3270, 260.3230, 160.6030

Список источников:

1. Bonze J., Holm S., Kirner S.V., Rosenfeld A., Kruger J. Laser-induced periodic surface structures — a scientific evergreen // IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron. 2017. V. 23. № 3. P. 109–123.
2. Buividas R., Mikutis M., Juodkazis S. Surface and bulk structuring of materials by ripples with long and short laser pulses: Recent advances // Prog. Quant. Electron. 2014. V. 38. № 3. P. 119–156.
3. Макин В.С., Макин Р.С., Воробьев А.Я., Гуо Ч. Универсальность Фейгенбаума и порядок Шарковского в лазерно-индуцированных периодических структурах на поверхностях и в объеме конденсированных сред // Нелинейность в современном естествознании / Сб. статей под ред. Малинецкого Г.Г. М.: изд. ЛКИ, 2009. С. 303–322.
4. Макин В.С., Макин Р.С. Основы взаимодействия ультракороткого лазерного излучения с конденсированными средами (часть 1) // ДИТИ НИЯУ МИФИ, 2013. 236 с.
5. Fraggelakis F., Mincuzzi G., Lopez J., Manek-Honninger I., Kling R. Controlling 2D laser nanostructuring over large areas with doubled femtosecond pulses // Appl. Surface Sci. 2019. V. 470. P. 677.
6. Fraggelakis F., Giannuzzi G., Gaudiuso C., Manek-Honninger I., Mincuzzi G., Ancona A., Kling R. Doubleand multi-femtosecond pulses produced by birefringent crystals for the generation of 2D laser-induced structures on a stainless steel surface // Materials. 2019. V. 12. P. 1257.
7. Romano J.-M., Garcia-Giron A., Penchev P., Dimov S. Triangular laser-induced submicron textures for functionalizing stainless steel surfaces // Appl. Surface Sci. 2018. V. 440. P. 162–169.
8. Nayak B.K., Sun K., Rothenbach C., Gupta M.C. Self-organized 2D periodic arrays of nanostructures in silicon by nanosecond laser irradiation // Appl. Opt. 2011. V. 50. № 16. P. 2349.
9. Oktem B., Ilday S., Pavlov I., Kalaycioglu H., Rybak A., Yavas S., Erdogan M., Ilday F.O. Nonlinear laser lithography for indefinitely large-area nanostructuring with femtosecond pulses // Nature Photonics. 2013. V. 7. № 11. P. 897–901.
10. Kalachyova Y., Lutakov O., Goncharova I., Svorchik V. “Artificial” chirality induced in doped polymer by irradiation with circularly polarized excimer laser light // Opt. Mater. Exp. 2015. V. 5. № 12. P. 2761.
11. Rebollar E., Castellejo M., Ezquerra T.A. Laser induced periodic surface structures on polymer films: From fundamentals to applications // European Polymer J. 2015. V. 73. P. 162–174.
12. Кац А.В., Спевак И.С. Формирование поверхностных периодических структур излучением круговой поляризации // Опт. спектр. 1989. Т. 67. Вып. 6. С. 1320–1323.
13. Спевак И.С., Конторович В.М., Кац А.В., Гавриков В.К. Формирование структуры поверхности при тепловом воздействии когерентного излучения // ЖЭТФ. 1987. Т. 93. № 1. С. 104–117.
14. Zhao Q.Z., Malzer S., Wang L.J. Formation of subwavelength periodic structures on tungsten induced by ultrashort laser pulses // Opt. Lett. 2007. V. 32. № 13. P. 1932–1934.
15. Luo C.W. Nanoparticles and nanostructures fabricated using femtosecond laser pulses. Laser applications in science and industry // ed. Dr. Jakubczak. ISBN: 978-953-307-755-0. InTech (2011) P. 1–22.
16. Varlamova O., Costache F., Reif J., Bestehorn M. Self-organized pattern formation upon femtosecond laser ablation by circularly polarized light // Appl. Surface Sci. 2006. V. 252. P. 4702–4706.

17. Dong Y., Molian P. Coulomb explosion-induced formation of highly oriented nanoparticles on thin films of 3C-SiC by the femtosecond pulsed laser // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84. № 1. P. 10–12.
18. Ran I., Guo Z., Qu S. Self-organized periodic surface structures on ZnO induced by femtosecond laser // Appl. Phys. A. 2010. V. 100. № 2. P. 517–521.
19. He Y., Zhang J., Singh S., Garcell E. 1, Vorobyev A.Y., Lam B., Zhan Z., Yang J., Guo C. Maskless laser nanolithography of glass through sequential activation of multi-threshold ablation // Appl. Phys. Lett. 2019. V. 114. P. 133101.
20. Papadopoulos A., Skoulus E., Mimidis A., Perrakis G., Kenanakis G., Tsibidis G.D., Stratakis E. Biomimetic omnidirectional antireflective glass via direct ultrafast laser nanostructuring // Advanced Mater. 2019. Article 1901123.
21. Castillejo M., Ezquerra T., Martin M., Qujja M., Perez S., Rebolla E. Laser nanostructuring of polymers: Ripples and applications // AIP Conf. Proc. 2012. V. 1464. P. 372.
22. Toyoda K., Miyamoto K., Aoki N., Morita R., Omatsu T. Using optical vortex to control the chirality of twisted metal nanostructures // Nano Lett. 2012. V. 12. Is. 7. P. 3645–3649.