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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3575| Efecto de la polarización en la formación de LIPSS en bismuto Polarization effects in formation of LIPSS on bismuth | |
| Abigail Fraijo Rodas | |
| PAULINA SEGOVIA OLVERA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Estructuras periódicas superficiales inducidas por láser (LIPSS), polarización laser, microestructuración de superficies, plasmones superficiales Laser-Induced Periodic Surface Structures (LIPSS), laser polarization, microstructuring of surfaces, surface plasmons | |
| En este trabajo se presenta un estudio teórico-experimental del efecto de la polarización en la formación de estructuras periódicas superficiales inducidas por láser (LIPSS, por sus siglas en inglés). Para este propósito, se fabricaron LIPSS sobre una película delgada de bismuto, considerando diferentes estados de polarización láser: polarización lineal, elíptica y circular. Las LIPSS se generaron por debajo del umbral de ablación del material, usando un láser pulsado en el régimen de femtosegundos (270 fs) a una frecuencia de repetición de 10 kHz y con una longitud de onda centrada en λ = 1030 nm. Para transformar el estado de polarización del láser, se utilizó una placa retardadora de un cuarto de onda. Las estructuras generadas en los experimentos fueron caracterizadas a través de técnicas de microscopia óptica y microscopia electrónica de barrido, en donde se realizó un análisis de periodicidad y uniformidad de las LIPSS. En los resultados se observó que la morfología de las LIPSS presenta una fuerte correlación con la dirección de polarización del campo electromagnético incidente. Las LIPSS obtenidas con polarización lineal aparecen como líneas quasi-rectas con orientación perpendicular a la polarización incidente, mientras que con polarización elíptica las LIPSS se orientan de manera perpendicular al eje mayor de la elipse. Por otra parte, al usar polarización circular se obtuvieron estructuras más complejas con geometría tipo panal. En el análisis de periodicidad se encontró que las LIPSS presentan periodos cercanos a la longitud de onda incidente. En este sentido, se implementó por primera vez el modelo vectorial de múltiple esparcimiento de plasmones superficiales para estudiar de manera teórica la influencia de la polarización en la formación de las LIPSS. Se demostró que a través de este modelo es posible predecir la orientación y morfología de las LIPSS considerando las condiciones de rugosidad de la muestra. In this work, a theoretical-experimental study of the effect of polarization on the formation of laserinduced periodic surface structures (LIPSS) is presented. For this purpose, LIPSS were fabricated on a bismuth thin film layer, considering different states of laser polarization: linear, elliptical and circular polarization. The LIPSS were generated below the ablation threshold of the material, using femtosecond laser pulses (270 fs) at a repetition frequency of 10 kHz, with a wavelength centered at λ = 1030 nm. A quarter wave plate was used to transform the polarization state of the laser. The experimentally generated structures were characterized through optical microscopy and scanning electron microscopy techniques, where a periodicity and uniformity analysis of the LIPSS was performed. In the results, it was observed that the LIPSS morphology presents a strong correlation with the direction of polarization of the incident electromagnetic field. The LIPSS obtained with linear polarization appear as quasi-straight lines with orientation perpendicular to the incident polarization, while with elliptical polarization the LIPSS are oriented perpendicular to the major axis of the ellipse. On the other hand, when using circular polarization, complex structures with honeycomb geometry were obtained. In the periodicity analysis was found that the LIPSS present periods close to the incident wavelength. In this sense, the vectorial model for multiple scattering of surface plasmon polaritons was implemented for the first time to theoretically study the influence of polarization on the formation of LIPSS. It was shown that through this model it is possible to predict the orientation and morphology of the LIPSS considering the roughness conditions of the sample. | |
| CICESE | |
| 2021 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Fraijo Rodas, A. 2021. Efecto de la polarización en la formación de LIPSS en bismuto. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 51 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Abigail Fraijo Rodas_03 junio 2021.pdf | Versión completa de la tesis | 2.63 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |