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World File Search System烧蚀的
在熔融上雕刻深度控制的纳米孔阵列...
面等离子体共振，促进了先进传感器的发展。[2,3] 在介电材料上制造的纳米孔阵列——更普遍地说是由亚波长直径的孔组成的规则有序结构——构成了集成二维光子晶体和全介电超表面架构的基础，能够以前所未有的水平限制和操纵光（包括幅度、光谱和空间管理）。[4] 这种等离子体和全介电纳米结构的纳米制造的通常技术方法依赖于各种工具和方法，其中包括聚焦离子束、电子束、光刻、反应离子蚀刻等。[5,6] 这些制造方法成熟且性能高，然而它们速度慢，需要针对所用每种材料进行优化的几个步骤和技术，从而不可避免地增加了整个过程的总成本和复杂性。未来的先进设备现在要求除了利用完美控制的平面纳米图案（在 X 和 Y 维度）之外，还需要利用第三维度（Z）。[7] 特别是，深度至少达到几微米的纳米孔阵列排列可以大大拓宽纳米光子结构的可能设计和功能范围。[7,8] 然而，在材料表面制造具有圆柱形轮廓的如此深的孔的技术具有挑战性。[9–12] 因此，引入一种多功能的制造方法，将孔深度添加为一个直接且独立的自由度，有望形成先进的架构。在此背景下，我们探索超快激光加工作为在参考介电材料熔融石英表面创建深气孔的直接方法。所谓“直接”，是指通过一步工艺制造一个孔，只用一次激光照射即可烧蚀物质，无需任何额外处理（例如化学蚀刻[13]），也无需平移目标材料。[14] 尽管超短脉冲直接激光烧蚀的最终空间分辨率尚未达到足够的性能标准，无法与传统纳米制造工艺相媲美，无法制造功能性纳米光子元件，但我们的目标是表明它代表了一种替代和互补的解决方案，在速度、无掩模和一步工艺、不需要真空环境或化学品方面具有吸引人的优势。此外，纳米结构可以在单个
使用来自地面激光器的单个多 kJ 脉冲烧蚀避免低地球轨道上的空间碎片发生碰撞 Stefan Scharring、Gerd Wagn
通过地面激光器发出的单个多 kJ 脉冲避免低地球轨道上的空间碎片发生烧蚀碰撞 Stefan Scharring、Gerd Wagner、Jürgen Kästel、Wolfgang Riede、Jochen Speiser 德国航空航天中心 (DLR)，技术物理研究所，Pfaffenwaldring 38-40，70569 斯图加特，德国 摘要 我们对一个概念性想法进行了分析，即从地面激光站发射的单个高能激光脉冲是否可能导致碎片物体表面的物质烧蚀，从而产生后坐力，从而产生足够高的速度变化，以避免空间碎片碰撞。在我们的模拟中，我们评估了大气限制的影响，例如由于气溶胶消光导致的激光功率损失以及由于大气湍流导致的激光束增宽和指向抖动。为了补偿湍流，探索了自适应光学系统在合适发射器配置和激光导星组合方面的使用。根据 ESA DISCOS 目录，使用具有简化几何形状的虚拟目标来研究激光与火箭体、任务相关物体和非活动有效载荷之间的相互作用。此外，NASA 标准破碎模型可作为碰撞和爆炸碎片的参考，这些碎片在低地球轨道上产生了 9101 个碎片目标。对于这些物体，使用基于光线追踪的代码对激光烧蚀后坐力进行了研究，同时考虑了未知的目标方向以及残余激光指向误差，这些误差构成了整个 5 个维度（3 个旋转，2 个平移）的随机性来源，这些随机性来源采用蒙特卡罗方法解决。根据特定碎片物体平均高度的计算激光通量分布计算激光动量耦合。作为计算激光与物质相互作用的输入，使用了铝、铜和钢作为代表性空间碎片材料的辐照实验数据。从照射仰角、轨道位移、动量转移不确定性、成功概率、碎片材料以及碎片尺寸、质量和启动激光烧蚀过程所需的最小能量密度等方面讨论了激光赋予动量的模拟结果。1.引言由于空间碎片的数量不断增加，且难以进行轨道改造，近年来提出了几种基于激光的空间碎片远程动量转移 (MT) 概念[1][2]。特别是，由于连续发射 (CW) 激光器的商业化应用，其平均输出功率超过 10 kW 级，通过光子压力进行 MT 似乎变得可行。为了避免空间碎片碰撞，模拟已经表明，在多次激光站过境期间，通过目标照射可以实现几毫米/秒的足够高的速度增量 [1]。最近，在 LARAMOTIONS（激光测距和动量传递系统演化研究）研究中，研究了用于碎片跟踪和避免碰撞的相应激光站网络的可行性和估计性能。这项研究是由我们研究所领导的一个财团为欧洲航天局 (ESA) 开展的概念分析。[3] 概述了研究结果，[4] 列出了使用光子压力进行轨道碰撞避免的详细天体动力学可行性研究，而 [5] 显示了所采用的激光站网络的详细结果。激光烧蚀的动量耦合比光子压力的耦合高出 3 到 5 个数量级 [6]。因此，烧蚀通常被认为是在多次高能激光站过境期间通过降低近地点清除激光碎片的合适机制。然而，最近在真空中对几厘米大小的物体进行的跌落实验表明，激光烧蚀动量转移在避免空间碎片碰撞方面具有巨大的潜力，证明单个激光脉冲就可能使小的空间碎片状物体产生几十 ⁄ 的速度变化∆ [7]。