Tailored laser wave packets for advanced micro-structuring of materials
Σε αυτή τη διδακτορική μελέτη κυματοπακέτα φωτός διαμορφώνονται πειραματικά στο χώρο για την παραγωγή καινοτόμων δεσμών λέιζερ με ρυθμιζόμενα οπτικά χαρακτηριστικά, τα οποία δυναμικά θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προσαρμοσμένη μικρο-διαμόρφωση φωτοευαίσθητων υλικών χρησιμοποιώντας την τεχνική Άμεσης Εγγραφής με Λέιζερ και του Πολυφωτονικού Πολυμερισμού. Παρόλο το γεγονός ότι η τεχνική άμεσης εγγραφής με λέιζερ έχει καθιερωθεί ως μία ισχυρή μέθοδος για πολλές εφαρμογές, επιτρέποντας την κατασκευή μίκρο- και νάνο-δομών υψηλής ευκρίνειας, ταυτόχρονα θέτει την κατασκευή δομών μεγάλης κλίμακας ως μία σημαντικά χρονοβόρα διαδικασία. Οι σύγχρονες απαιτήσεις για γρήγορη κατασκευή δομών, μαζική παραγωγή και δομές μεγάλης κλίμακας οδηγούν στην ανάγκη άμεσων λύσεων. Για αυτό στο πλάισιο αυτής της διδακτορικής μελέτης, καινοτόμες τεχνικές κατασκευής μικροδομών, συμπεριλαμβάνοντας νέες διαμορφωμένες δέσμες λέιζερ, ολογραφική λιθογραφία και κατάλληλη διαμόρφωση του εστιακού πεδίου με στόχο την εξειδικευμένη και ελεγχόμενη επεξεργασία υλικών, αναπτύσσονται και εφαρμόζονται. Η διατριβή αυτή ξεκινάει με την μελέτη των καινοτόμων επιταχυνόμενων ring-Airy δεσμών, οι οποίες λόγω της μοναδικής τους ιδιότητας να αυτοεστιάζονται, μπορούν να μεταφέρουν ισχυρές εντάσεις στο σημείο της εστίασης τους. Τέτοιες δέσμες με ελεγχόμενα χαρακτηριστικά παράχθηκαν πειραματικά και χρησιμποιήθηκαν για την κατασκευή τρισδιάστατων δομών υψηλής ευκρίνειας μέσω πολυφωτονικού πολυμερισμού. Παράλληλα, αποδεικνύεται ότι αυτές οι παραξονικές δέσμες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή δομών στο όριο του μήκους κύματος. Μία σημαντική παράμετρος στην επεξεργασία υλικών με λέιζερ είναι η πλήρης αντίληψη των νόμων που διέπουν την διαμόρφωση των φυσικών διαστάσεων του όγκου της εστίας κατά τον πολυμερισμό. Για αυτό το λόγω, η διατριβή αυτή συνεχίζει με τη μελέτη της επίδρασης της έντασης και χρόνου έκθεσης κατά την δημιουργία εστιακών όγκων μεγάλου μήκους κατά των πολυφωτονικό πολυμερισμό. Τέλος, μία ευέλικτη ολογραφική μέθοδος διαμόρφωσης της εστίας στις τρεις διαστάσεις παρουσιάζεται και εφαρμόζεται στον πολυφωτονικό πολυμερισμό. Η μέθοδος αυτή επιτυγχάνει σημαντική μείωση του συνολικού χρόνου που απαιτείται για την κατασκευή δομών μέχρι και δύο τάξεις μεγέθους συγκριτικά με την κοινή τεχνική άμεσης εγγραφής με λέιζερ.