Surface structuring of bulk and thin film materials with polarized ultrashort laser pulses

Abstract

Ο έλεγχος των αλληλεπιδράσεων του φωτός με την ύλη είναι υψίστης σημασίας για την καινοτομία και επεκτασιμότητα των εφαρμογών επεξεργασίας υλικών με λέιζερ. Η διάρκεια του παλμού λέιζερ είναι η πιο κρίσιμη παράμετρος και η επεξεργασία με Υπερβραχείς (<1 ps = 10^-12 s) Παλμούς Λέιζερ (ΥΠΛ) ανοίγει το δρόμο για νέες, συναρπαστικές δυνατότητες για την δημιουργία σύγχρονων υλικών. Πράγματι, υπάρχουν σημαντικές εφαρμογές της επεξεργασίας υλικών με ΥΠΛ, όπως η κατασκευή επιφανειών μειωμένης τριβής, οπτικών στοιχείων, συσκευές μικρο-ροών και βιοϊατρικών συστημάτων. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της κατεργασίας ενός υλικού με ΥΠΛ είναι ότι τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των επαγόμενων δομών συσχετίζονται ισχυρά με την πόλωση της δέσμης λέιζερ. Στο πλαίσιο αυτό, η κατάσταση της πόλωσης κατά τη διάρκεια της κατεργασίας παρέχει αναρίθμητες δυνατότητες. Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η κατανόηση της επίδρασης των χωρικά εναλλασσόμενων μορφών πολώσεων στις επαγόμενες δομές από λέιζερ, ο έλεγχος της κατεύθυνσης αυτών και η εφαρμογή της τεχνικής αυτής στην κατεργασία υλικών. Επιπλέον, μελετάται η δυνατότητα αναστρεψιμότητας της δημιουργίας τους αλλά και η εφαρμογή τους σε λεπτά μεταλλικά υμένια για την ανάπτυξη πολωτικών οπτικών στοιχείων στο υπέρυθρο. Αναμένεται ότι η παρούσα διατριβή θα συμβάλλει στην βαθύτερη κατανόηση των αλληλεπιδράσεων ύλης – φωτός και θα παρέχει ένα νέο εργαλείο για την κατασκευή νανο-δομημένων υλικών οδηγώντας στην ανάπτυξη λειτουργικών επιφανειών χωρίς την απαίτηση χημικών και άλλων πρόδρομων ουσιών, και αποκλειστικά με τη χρήση σύμφωνου φωτός λέιζερ.