Laser induced periodic surface structuring on Si by temporal shaped femtosecond pulses

Autor(es)

Almeida, G. F. B. ^[1] ; Martins, R. J. ^[1] ; Otuka, A. J. G. ^[1] ; Siqueira, J. P. ^[1] ; Mendonca, C. R. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Inst Fis Sao Carlos, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Optics Express; v. 23, n. 21, p. 27597-27605, OCT 19 2015.
• Citações Web of Science: 4

Resumo

We investigated the effect of temporal shaped femtosecond pulses on silicon laser micromachining. By using sinusoidal spectral phases, pulse trains composed of sub-pulses with distinct temporal separations were generated and applied to the silicon surface to produce Laser Induced Periodic Surface Structures (LIPSS). The LIPSS obtained with different sub-pulse separation were analyzed by comparing the intensity of the two-dimensional fast Fourier Transform (2D-FFT) of the AFM images of the ripples (LIPSS). It was observed that LIPSS amplitude is more emphasized for the pulse train with sub-pulses separation of 128 fs, even when compared with the Fourier transform limited pulse. By estimating the carrier density achieved at the end of each pulse train, we have been able to interpret our results with the Sipe-Drude model, that predicts that LIPSS efficacy is higher for a specific induced carrier density. Hence, our results indicate that temporal shaping of the excitation pulse, performed by spectral phase modulation, can be explored in fs-laser microstructuring. (C) 2015 Optical Society of America (AU)

• Processo FAPESP: 11/23587-1 - Estruturas poliméricas com nanotubos de carbono: processamento a laser, caracterização e aplicações
• Beneficiário: Adriano José Galvani Otuka
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 12/00702-2 - Controle coerente de processos não lineares via algoritmo genético: estudo das modulações espectrais da fase por análise das componentes principais
• Beneficiário: Renato Juliano Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 11/12399-0 - Aplicações de pulsos de femtossegundos em óptica não linear: espectroscopia, formatação de pulsos e microfabricação
• Beneficiário: Cleber Renato Mendonça
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 12/03513-6 - Espectroscopia Óptica Ultra-rápida aplicada a Reações Fotoquímicas.
• Beneficiário: Jonathas de Paula Siqueira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado