具有平顶光束的表面功能化（LIPSS）
参考项目
具有定制的聚焦强度分布的激光诱导结构化
尽管朝向轮廓边缘的强度损失和相关的不均匀性，高斯强度分布对于结构化表面是优选的。在与耶拿的Otto Schott材料研究所合作中，艾斯飞睿分析了平顶光束分布在不锈钢上产生激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的适用性方面的影响。
项目细节
尽管高斯强度分布可以用于直接的表面功能化，但在质量方面存在缺陷。强度在光束的边缘处降低，从而导致不均匀性。对聚焦强度分布的适应提供了巨大的潜力。光束整形组件a|AiryShape确保在一个设置中可以在不同的工作平面中生成多个强度分布。在与耶拿的Otto Schott材料研究所（OSIM）合作中，艾斯飞睿分析了各种定制的强度分布（如平顶和圆环光束）是否适合在不锈钢上产生激光诱导的周期性表面结构（LIPS=激光诱导的定期表面结构）。
项目实现
LIPSS是由聚焦激光束在材料表面上的光斑中的干涉效应产生的。它们比通过直接材料烧蚀实现的要小得多，并且当它们的周期接近初始激光波长时充当光栅。图a显示了通过对两条相邻扫描线之间的表面进行单向扫描以及束腰中的高斯光束轮廓产生的LIPSS图案。相应的焦斑直径（2wf=34μm）由扫描电子显微镜（SEM）中的圆圈表示。
图：采用LIPSS结构的不锈钢表面扫描电子显微照片；白色圆圈表示焦斑光束直径，白色箭头表示方向；插图显示光束轮廓的横截面
很明显，所产生的光栅状结构由垂直于线性偏振取向的高度规则的LIPSS组成。显微照片显示，尽管有逐行扫描过程，LIPSS仍可以在大面积上连贯地写入。光栅相对于空间周期、取向和均匀性的性质可以通过SEM显微照片的2D-FT定量描述，平顶光束（图b和c）是用a|AiryShape生成的。图中的SEM显微照片c表明，在不进一步优化工艺参数的情况下，扫描速度可以翻倍。计算的傅立叶变换表明，表面图案的质量几乎保持不变，同时将处理时间减少了2倍（约30秒/cm2），从而在将结构化过程经济扩展到大表面积方面具有显著优势。
表面功能化光学（LIPSS）概览：
- 紧凑型光束整形器，用于生成聚焦后的平顶光束
- 将扫描速度提高一倍
- 在表面图案质量不变的情况下，将处理时间减少2倍
有关光束整形器a|AiryShape原理的更多信息，请访问： asphericon.com/cn/solutions/products/beamtuning/beam-shaping/
