Морфология монокристаллического кремния, облученного комбинацией миллисекундных и наносекундных лазерных импульсов при изменении времени задержки между ними

M. Guo, Y. X. Zhang, N. Li, Y. S. Feng, J. X. Cai, and G. Y. Jin Morphology of monocrystalline silicon irradiated by the combination of millisecond-nanosecond lasers with different delays (Морфология монокристаллического кремния, облученного комбинацией миллисекундных и наносекундных лазерных импульсов при изменении времени задержки между ними) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 1. С. 82–91. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-01-82-91

M. Guo, Y. X. Zhang, N. Li, Y. S. Feng, J. X. Cai, and G. Y. Jin Morphology of monocrystalline silicon irradiated by the combination of millisecond-nanosecond lasers with different delays (Морфология монокристаллического кремния, облученного комбинацией миллисекундных и наносекундных лазерных импульсов при изменении времени задержки между ними) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2022. V. 89. № 1. P. 82–91. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-01-82-91

M. Guo, Y. X. Zhang, N. Li, Y. S. Feng, J. X. Cai, and G. Y. Jin, "Morphology of monocrystalline silicon irradiated by the combination of millisecond-nanosecond lasers with different delays," Journal of Optical Technology. 89(1), 58-65 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000058

Экспериментально исследована морфология монокристаллического кремния при облучении в комбинированном режиме миллисекунд–наносекунд. Во время эксперимента были использованы прецизионный точечный термометр для мониторинга, теневой метод измерения эволюции плазмы и металлографическая микроскопия для анализа состояния объекта после эксперимента. Изучены спайность и механизмы абляции монокристаллического кремния при различных плотностях лазерной энергии и изменения временного взаиморасположения импульсов. Анализ показывает, что морфология лазерных повреждений при воздействии наносекундных импульсов представлена в виде небольших ямок с аккуратными краями, в то время как под действием комбинированных лазерных импульсов возникают множественные повреждения в виде трещин, включая как регулярные сколы, так и области неправильных трещин. При комбинированном воздействии миллисекундный импульс осуществляет предварительный нагрев, в результате чего изменяются теплофизические свойства монокристаллического кремния, в частности, коэффициент поглощения.
При изменении времени задержки между миллисекундным и наносекундным импульсами можно варьировать энергетическое взаимодействие между кремнием и наносекундным импульсом, влияя тем самым на эффект повреждения. Полученные данные могут служить справочным материалом по устойчивости кремниевых материалов и устройств на основе кремния к лазерным повреждениям.