Vysokorychlostní vytváření pravidelných povrchových struktur pomocí laseru

Text

Vytváření struktur na povrchu materiálů v submikronovém či nanoměřítku je dnes významnou technologií pro mnoho oborů od elektroniky přes fotoniku až po boj proti padělání. Výzkumníkům v HiLASE se podařilo pomocí laserových impulzů vytvořit pravidelné struktury na povrchu vybraných kovů (Al, Ti, Cu, Mo, Au, ocel) výrazně kvalitněji a rychleji, než jak to bylo kdy možné. Obdobné struktury se poprvé podařilo vytvořit už v 60. letech minulého století s využitím nízkoenergetických pulzů, ale byly nepřesné a proces trval velmi dlouho (např. opracování 1 mm2 vyžadovalo několik dnů). Vyvinutá metoda využívá silné laserové impulzy a jejím největším kladem je, že dosahuje vysoké rychlosti, přesnosti a kvality změn struktur povrchů materiálů. Během 10 sekund je tak možné upravit asi 1 cm2 povrchu, což velmi výrazně zvyšuje význam technologie pro praktické použití. Konkrétně např. při úpravě povrchů křídel letadel proti namrzání vody ve výškách, protože periodické struktury umožňují řízení proudění kapalin na nanostrukturních plochách. Patentované řešení HiLASE tak může být alternativou složitých a nákladných procesů výroby nanostrukturních povrchů, jako jsou naprašování, chemické a plazmové leptání, chemické vylučování z plynné fáze, nanoimprinting, optické nebo fyzikální litografie.

vv-18.jpg
Popis

Detaily vytvořených povrchových struktur HR-LIPSS na různých kovech. (a) Pohled lidským okem na povrch vzorku nerezové oceli AISI 316 L opracované metodou HR-LIPSS. (b–d) Detailní snímky povrchu studovaných vzorků (molybden, titan, železo) pořízené elektronovým rastrovacím mikroskopem.