Nadezhda Bulgakova, vedoucí oddělení vědeckých laserových aplikací (SLA), se zúčastnila jako hlavní řečník Mezinárodního summitu o laserech, optice a fotonice (24.–26. dubna 2023, Valencie, Španělsko).
Cílem této konference bylo sdílet znalosti o nejnovějším vývoji v tomto odvětví. Organizátor konference, prezident Art Photonics GmbH, Německo Dr. Viacheslav Artyushenko, připravil atraktivní program přednášek a sezení s vyváženým obsahem jak z akademického tak i průmyslového sektoru za účasti stratégů v této oblasti.
Nadezhda Bulgakova přednesla ústřední přednášku nazvanou „Dual Wavelength Laser Processing of Bandgap Materials: Challenges and Opportunities for Efficient Energy Coupling “, kde shrnula nejnovější výsledky získané týmem SLA v rámci projektu BIATRI.
Abstrakt
Tradičně se monochromatické laserové svazky používají pro zpracování materiálů, modifikaci strukturních, optických, mechanických, vodivých a tepelných vlastností různých materiálů a pro přípravu nových nanostrukturních systémů. Dosud existuje omezený počet studií bichromatického laserového ozařování materiálů, které ale naznačují nesporné výhody použití bichromatického ozařování pro laserové zpracování materiálů, které zahrnuje zlepšení kvality povrchového nanostrukturturování, zvýšení účinnosti výroby nanočástic, zlepšení signálu ve spektroskopii laserem buzeného plazmatu (LIBS), mnohem lepší kvalitu tenkých vrstev produkovaných pulzním laserovým nanášením a další. Pochopení výhod bichromatického ozařování je však stále spíše intuitivní a samotný jev je špatně prozkoumán.
Byly provedeny systematické teoretické a experimentální studie s cílem prozkoumat excitaci dvou typů materiálů, dielektrika se širokým zakázaným pásem (tavený křemen) a polovodiče (křemík). Tyto studie byly prováděny pomocí ultrakrátkých laserových pulzů se dvěma vlnovými délkami. Oba režimy povrchového i objemového ozařování byly studovány pomocí dvou laserových svazků o různých vlnových délkách působících jak současně, tak i postupně s proměnnou dobou separace mezi pulzy. V experimentech byly použity dva femtosekundové lasery, PHAROS od Light Conversion a Astrella od Coherent na jejich základní vlnové délce a druhé harmonické. Pro popis absorpce laserového světla na povrchu a v objemu materiálů za specifických experimentálních podmínek byly použity nejmodernější současné teoretické modely. Tyto modely a výsledky modelování budou prezentovány po pečlivé analýze nelineárních efektů a dynamiky plazmatu s volnými elektrony, které jsou odpovědné za zvýšenou absorpci dvoubarevného laserového světla ve srovnání s monochromatickými laserovými pulzy. Experimentální a numerická data jsou v dobré shodě a ukazují, že bichromatické laserové světlo může být účinným nástrojem pro dosažení vysoce efektivního zpracování materiálu s lepší kontrolou ukládání energie v těchto materiálech.
