1 / 31

Ciliary White Light: Optical Aspect of Ultrashort Laser Ablation on Transparent Dielectrics

Ciliary White Light: Optical Aspect of Ultrashort Laser Ablation on Transparent Dielectrics. Yi Liu, Yohann Brelet , Zhanbing He, Linwei Yu , Sergey Mitryukovskiy , Aure´lien Houard , Benjamin Forestier , Arnaud Couairon, and Andre´ Mysyrowicz. 姓名 : 林建偉 學號 : 499280285 系級 : 物理系物理組.

mili
Download Presentation

Ciliary White Light: Optical Aspect of Ultrashort Laser Ablation on Transparent Dielectrics

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Ciliary White Light: Optical Aspect of Ultrashort Laser Ablation on Transparent Dielectrics Yi Liu,Yohann Brelet, Zhanbing He,Linwei Yu, Sergey Mitryukovskiy, Aure´lien Houard, Benjamin Forestier, Arnaud Couairon,and Andre´ Mysyrowicz 姓名 : 林建偉 學號 :499280285 系級 : 物理系物理組

  2. 大綱 • 簡介 • 實驗架構 • 實驗結果 • 理論模擬 • 結論

  3. 簡介 • 超短脈衝雷射 脈衝時寬約s，瞬時功率高。

  4. 雷射架構

  5. 鎖模(mode-locking) 固定共振腔中，不同模態之間的相位。

  6. 高斯光束(Gaussian Beams)

  7. 雷射燒蝕(Laser Ablation) 藉由雷射光束來移除掉物體表面的物質。 • 蒸發 • 昇華 • 電漿(Plasma)

  8. 電漿(Plasma) • 由自由電子和帶電離子為主要成分的物質形態。 • 高電導率、高位能、動能的氣體團。

  9. 雷射燒蝕應用 • Laser-Assisted In Situ Keratomileusis(LAISK) • 用雷射來改變眼角膜弧度，來改善視力的手術。

  10. 實驗架構 脈衝寬:45fs 波長:800nm 光腰:45.5μm 透鏡焦距 :1m

  11. 熔融石英(fused silica) • 膨脹係數低 • 導熱率低 • 極其耐熱衝擊性 • 價格便宜

  12. 實驗結果 能量 :15μJ Laser Shot : 200000 樣品 : 熔融石英 (fused silica) 屏幕上白色光斑

  13. 　增加脈衝能量，中心白色光斑開始變化。 能量 :210μJ • 樣品 :熔融石英 (fused silica) Laser shot numbers

  14. Inner ellipse Outer ring

  15. Ciliary White Light(CWL) • 狀態穩定。 • 發散角約100 ° 。 • 絕大部分能量集中在外環。

  16. CWL的普遍性 • 置換樣品 • BK7glass、Pyrex、Sapphire、PPMA、Polycarbonate(PC)等等.. • 改變凸透鏡焦距 • 500mm、200mm、100mm、50mm、25mm。 • 改變脈衝寬 • 1000fs、500fs。

  17. Inner ellipse與偏振光 垂直偏振光 圓偏振光 水平偏振光

  18. 光偏振性 • 將電場振動方向定義為偏振方向 行進中電磁波

  19. 光偏振性 • 線偏振 • 電場大小固定、方向固定。 • 圓偏振 • 電場大小固定、方向固定(順或逆時針方向)。 • 橢圓偏振 • 電場大小不固定、方向固定(順或逆時針方向) 。

  20. 樣品表面結構 • 入射能量超過產生CWL的能量。 • Laser Induced Periodic Surface Structures(LIPSS) N=240,水平偏振光

  21. 掃描式電子顯微鏡(SEM) • 利用高壓電產生電子束。 • 掃描樣品。 • 接收二次電子訊號得到影像。

  22. 樣品表面輪廓 • 脈衝累積數量與破壞深度成正比。 • 頂角變小。

  23. 實驗值

  24. 理論模擬 • 繞射 • 光波行進時，遇到障礙物而偏離了原本的行進方向。

  25. 傅氏光學 y • η • U(x, y) • x ξ r • U(ξ, η) z

  26. A(x,y) : 空間中高斯光束函數。 P(x,y) : 坑的輪廓函數。 S(x,y) : 穩定態時，表面的型 　　　 態函數。 △d : 坑的深度 K=2 π/ λ 理論模擬CWL 實際量測CWL

  27. 非線性光學 • 交互作用後，產生其它頻率的光，且依舊保有原來的頻率。

  28. 入射光能量夠大 • 非線性效應 • 波長範圍增大 脈衝通過熔融石英後光譜

  29. 結論 • 由CWL與內部橢圓圖形可得知樣品表面型態。 • 內部橢圓圖形與光的偏振性相關。 • 波長範圍增大為非線性光學現象。 • 藉由坑的頂角，可得知CWL的開角。 • 了解雷射燒蝕過程中，樣品表面的變化。

  30. 參考資料 • http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%94%81%E6%A8%A1%E6%8A%80%E6%9C%AF • http://www.nchu.edu.tw/~rict/fesem/ref-fe/fe-sem-intro-nchu.htm • http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%89%AB%E6%8F%8F%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C • http://www.nemstek.com.tw/ch/what.htm • http://www.isu.edu.tw/upload/52/37/files/dept_37_lv_3_21885.pdf • http://www.baike.com/wiki/%E9%9D%9E%E7%BA%BF%E6%80%A7%E5%85%89%E5%AD%A6

  31. END

More Related