Vilka är de specifika tillämpningarna av ultrasnabba lasrar inom materialvetenskap?

Ultrafast lasrar har breda och viktiga tillämpningar inom materialvetenskap, främst i tre aspekter: materialberedning, modifiering och karakterisering .
I . Materialberedning:
LIP-CVD: På grund av den extremt höga energitätheten och ultrasortpulsvaraktigheten för ultrafasta lasrar kan deponeringsprocessen exakt kontrolleras, vilket resulterar i högkvalitativa tunna filmer med hög renhet .
Laserablation: Genom att använda den höga energitätheten för ultrafasta lasrar avlägsnas materialytan direkt, vilket genererar en plasmaplommon . genom att samla in och avsätta ämnena i plasma, nanomaterial eller tunna filmer kan beredas .}
Femtosekund laserinducerad självmontering: Att använda de ultrafasta egenskaperna hos femtosekundslaser, kan fasövergången och självmonteringsprocessen för material kontrolleras, förbereda material med specifika strukturer och funktioner, såsom fotoniska kristaller och metamaterialer .}
Ii . Materialmodifiering:
Lasmikromachining: Ultrafast lasrar kan utföra högprecision, värmesamagefri mikromachining, som används för tillverkning av mikro-nano-enheter, mikrofluidiska chips, etc.
Laserytamodifiering: Ultrafast lasrar kan användas för att behandla materialytan, ändra dess ytråhet, vätbarhet, hårdhet och andra egenskaper . till exempel kan ultrafasta lasrar användas för att behandla metallytor för att förbättra deras korrosionsbeständighet och slitbeständighet .
Laserinducerade periodiska ytstrukturer (LIPSS): Ultrafasta lasrar kan inducera bildningen av periodiska ytstrukturer på materialytan, ändra de optiska, mekaniska och kemiska egenskaperna hos materialet . Detta har breda tillämpningar i optiska apparater, biomedicinska material, etc.}}}}}
Iii . Materialkaraktärisering:
Ultrafast Spectroscopy: Using ultrafast laser pulses as a probe light source, the dynamics of materials on an ultrafast timescale can be studied, such as carrier dynamics, energy transfer, etc. This is crucial for understanding the physical and chemical properties of materials. For example, time-resolved spectroscopy can track the evolution of the excited state of Material .
Nonlinear Optical Microscopy: Using ultrafast lasers for nonlinear optical microscopy imaging, such as second harmonic microscopy, three-photon microscopy, etc., high-resolution imaging of the microstructure of materials can be achieved. This is crucial for studying defects, grain boundaries, and other microstructures of Material .
Sammanfattningsvis tillhandahåller ultrasnabb laserteknologi kraftfulla verktyg för materialvetenskaplig forskning, driver snabb utveckling inom området och tillhandahåller nya vägar för beredning och tillämpning av nya material . dess fördelar inkluderar hög precision, hög effektivitet och ingen värmeskador, vilket gör det unikt fördelaktigt i mikro-nano-process, materialmodifiering och karaktärisering {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}