短脉冲红外激光诱导等离子体微刻蚀单晶高温高压金刚石

• 作者: 卢希钊 陈嘉林 温秋玲 陆静 姜峰
• 来源期刊: 光子学报
• 关键词: 单晶金刚石 激光诱导等离子体 短脉冲红外激光 铜靶 石墨化
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: “硬脆材料超快激光精密加工”专题|Special Issue for Ultrafast Laser Precision Machining of Hard and Brittle Materials
• 页码范围: 129-137
• 页数: 9页
• 分类号: O439
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20215006.0650114

摘要

采用短脉冲激光诱导等离子体辅助加工技术加工金刚石微结构,研究短脉冲红外激光的光强、脉宽、重复频率、靶材与金刚石基片之间的距离等加工参数对金刚石的加工线宽、槽深以及加工效果的影响.当用脉冲宽度大于4 ns的激光作用在方向良好的单晶金刚石上时,光热作用明显,诱导产生金属等离子团的能量密度达到一定阈值且复合短脉冲激光能量作用下,单晶金刚石表层温度迅速上升至600°C以上,此时金刚石表层产生了刻蚀微结构;当用脉冲宽度小于4 ns的激光轰击靶材表面时,短脉冲激光轰击靶材诱导金属等离子团,可实现背面溅射相关金属靶材,当等离子体密度达到微刻蚀阈值时也可实现金刚石背部刻蚀以及石墨化.短脉冲红外激光的脉宽、重复频率决定了沉积/刻蚀加工效果.本文研究表明短脉冲激光诱导等离子体辅助加工技术是一种新型可靠的金刚石微结构加工工艺.