激光诱导周期性表面结构(Laser-Induced Periodic Surface Structures,LIPSS)是一种通过激光加工材料表面而形成的微纳米尺度周期性结构的现象。LIPSS 的研究背景主要源于对光学加工技术的发展和微纳米加工技术的需求。随着光学加工技术的不断发展,人们越来越需要能够在微纳米尺度下进行高精度加工的方法。LIPSS 作为一种自组织的结构形成方式,具有许多优势,例如加工速度快、无需使用光刻等昂贵的设备、适用于多种材料等,因此受到了广泛的关注。
然而,当前LIPSS 研究仍面临一些挑战。首先,LIPSS 的形成机理尚不完全清楚,特别是在复杂的材料体系和激光参数下,其形成机制可能会更加复杂和多样化。其次,LIPSS 的加工质量受到多种因素的影响,如激光参数、材料性质、表面处理等,如何准确控制和优化LIPSS 的形成,仍需要进一步深入研究。此外,LIPSS 在一些特定情况下可能会出现不稳定性,导致加工结果不一致,这也是需要解决的问题。另外,LIPSS 加工的规模尺寸受限,如何扩展到更大尺寸范围,实现工程上的应用也是一个挑战。
尽管LIPSS 作为一种自组织的微纳米结构形成方式具有许多优势,但在实际应用中仍面临许多挑战。未来的研究需要深入探究LIPSS 形成机理、优化加工过程、解决加工质量稳定性和尺寸扩展等问题,以更好地推动LIPSS 技术在微纳米加工领域的应用。本期专题汇集了多个优秀研究团队的最新成果,涵盖了LIPSS 原理及在不同材料表面的优化技术,如脉冲时空整形、双脉冲、激光诱导氧化技术等。专题收录的论文有:基于法布里-珀罗腔产生飞秒激光脉冲串在硅表面诱导高质量亚波长周期条纹(特邀),激光诱导薄膜材料二维图案化纳米加工技术(特邀),扫描方向对金属和硅复合薄膜表面激光诱导自组织加工质量的影响(特邀),超快复合脉冲烧蚀硅表面的偏振依赖性研究(特邀),轨道角动量指向可控的紧聚焦时空波包(特邀),窄脉宽激光诱导背向选择性去除金属薄膜制备微电路(特邀),融石英表面高质量亚波长光栅结构的飞秒激光加工,硫化锌表面微结构抗反射特性的理论模拟及制备,Kevlar-29 材料的飞秒激光制孔形貌及性能研究,基于四瓣高斯飞秒激光的多丝阵列产生与调控。
衷心感谢为本专题撰写高水平研究论文的各位专家学者,以及为本专题顺利出版做出大量贡献的多位评审专家,希望这些论文能够对国内从事LIPSS 研究的读者提供有益的帮助和借鉴。
西安电子科技大学 石理平
华东师范大学 贾天卿
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 杨建军
2023 年7 月15 日
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