掃描方向?qū)饘俸凸鑿?fù)合薄膜表面激光誘導(dǎo)自組織加工質(zhì)量的影響（特邀）

石理平，耿嬌，仇旻

（1 西安電子科技大學(xué)杭州研究院 先進(jìn)光電成像與器件實(shí)驗(yàn)室， 杭州 311231）

（2 西湖大學(xué) 工學(xué)院 浙江省3D 微納加工和表征研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 杭州 310024）

（3 浙江西湖高等研究院 前沿技術(shù)研究所， 杭州 310024）

0 引言

激光誘導(dǎo)周期表面結(jié)構(gòu)（Laser-Induced Periodic Surface Structures，LIPSS）是激光照射在固體表面形成的一種周期性微納結(jié)構(gòu)［1-2］，它的形成和應(yīng)用是一個(gè)跨學(xué)科的研究領(lǐng)域，需要涉及到材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，因此促進(jìn)了這些學(xué)科之間的交叉與融合［3-5］。LIPSS 作為一種新型的激光表面微納加工技術(shù)［6-8］，可以在不使用昂貴設(shè)備和化學(xué)試劑的情況下，實(shí)現(xiàn)大面積、均勻、有序的一維和兩維納米結(jié)構(gòu)制備，對(duì)于推動(dòng)材料科學(xué)和微納技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

提高大面積LIPSS 的質(zhì)量是當(dāng)前該領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向［9-21］——盡管LIPSS 具有加工速度快、魯棒性高等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中，其加工質(zhì)量還存在一些問(wèn)題，需要采取一些措施來(lái)優(yōu)化制備條件。例如，可以通過(guò)調(diào)整激光參數(shù)、優(yōu)化掃描策略、改善材料表面處理等手段來(lái)控制LIPSS 的形態(tài)和質(zhì)量。

近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)了掃描方向?qū)Υ蟪叽鏛IPSS 質(zhì)量的影響，其中比較有代表性的是De La CRUZ A R 等報(bào)道了利用高重復(fù)頻率的飛秒激光燒蝕金屬鉻（Cr）材料，并通過(guò)“之”字形掃描得到高質(zhì)量、大面積周期性結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果［22］。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激光掃描方向垂直于激光偏振時(shí)（即垂直于表面等離激元傳輸方向），得到的周期性納米結(jié)構(gòu)質(zhì)量明顯優(yōu)于當(dāng)激光掃描方向平行于激光偏振方向（即平行于表面等離激元傳輸方向）時(shí)得到的。……