ТЕРМИЧЕСКОЕ ПЛАВЛЕНИЕ И АБЛЯЦИЯ КРЕМНИЯ ФЕМТОСЕКУНДНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Ионин А.А., Кудряшов С.И., Селезнев Л.В., Синицын Д.В., Бункин А.Ф., Леднев В.Н., Першин С.М.

Поступила в редакцию: 4 Июля 2012

DOI: 10.7868/S0044451013030012

DJVU (549.9K)

PDF (2463.5K)

Пространственно-временная динамика термического плавления, подповерхностной кавитации, откольной и фрагментационной абляции поверхности кремния под действием одиночных фемтосекундных импульсов излучения ИК-лазера исследована с помощью метода микроскопии оптического отражения с временным разрешением. Данная динамика наблюдалась путем мониторинга пикосекундных и (суб)наносекундных колебаний отражения пробного импульса, которое модулировалось пикосекундными акустическими реверберациями в динамически растущем и одновременно аблируемом поверхностном расплаве с другим акустическим импедансом, а также оптической интерференцией реплик пробного импульса, отраженных от поверхности откольного слоя расплава и его слоя, оставшегося на поверхности мишени. Периоды акустических ревербераций изменяются в ходе роста и абляции поверхностной пленки расплава, позволяя выполнить количественные оценки вклада данных процессов в тепловую динамику поверхности материала. Полученные результаты по тепловой динамике лазерного воздействия подтверждаются данными динамических измерений параметров абляции с помощью бесконтактной ультразвуковой диагностики, а также растровой электронной, атомно-силовой и оптической интерференционной микроскопии областей модификации и абляции, возникающих на поверхности кремния.