VUFF

Tyrimų objektas yra femtosekundinių šviesos impulsų sąveikos su medžiaga tyrimas; skaidriųjų medžiagų, keramikos bei metalų modifikavimas ir apdirbimas femtosekundiniais impulsais. Femtosekundinių lazerio impulsų panaudojimas atvėrė viliojančias galimybes daugelio medžiagų mikroapdirbimui mikroniniu ar net submikroniniu tikslumu, tuo pat metu minimizuojant jų pažaidas. Eksperimentai parodė, jog didelės energijos femtosekundiniai lazerio impulsai turi daugybę privalumų, palyginti su ilgesnės trukmės šviesos impulsais. Femtosekundinis lazerinis mikroapdirbimas praktiškai nepriklauso nuo medžiagos parametrų. Šį metodą galima taikyti apdirbant visas žinomas, taip pat net ir skaidrias, medžiagas.  Sugeriančiųjų terpių apdirbimas vyksta dėl didelės tiesinės sugerties, o skaidriųjų – dėl netiesinės sugerties. Katedroje jau nuo 2002 m. atliekami tiek teoriniai, tiek eksperimentiniai femtosekundinių impulsų sklidimo, medžiagos modifikacijų ir femtosekundinių impulsų sukeltos pažaidos tyrimai skaidriuose stikluose ir kvarce. Vienas minėtų reiškinių – negrįžtamas skaidriųjų medžiagų lūžio rodiklio pokytis, stebimas tam tikro intensyvumo šviesos impulsų laukuose. Taikant šį lūžio rodiklio modifikavimo būdą, medžiagos tūryje, nekeičiant paviršiaus savybių, galima įrašyti įvairias struktūras: bangolaidžius, optinius šakotuvus, daliklius, gardeles, lęšius ir kitus fotoninius elementus. Bene svarbiausias tokio skaidriųjų medžiagų apdirbimo privalumas – trimačių optinių ir fotoninių elementų įrašymo galimybė. Ir nors toks fotoninių elementų įrašymo femtosekundiniais impulsais metodas yra gana lėtas, trimačių optinių struktūrų integracijos atveju jis yra perspektyvesnis nei įprasta litografija ar kiti su ja susiję procesai. Kartu bandoma panaudoti šiuos procesus kuriant tokias sudėtingas mikrostruktūras, kaip antai: fotoniniai kristalai, difrakciniai elementai, fazinės gardelės ir šviesolaidžiai. Nuo 2007 m., bendradarbiaujant su Lietuvos lazerių bendrove „Altechna“, pradėti plėtoti puslaidininkių, metalo, skaidriųjų medžiagų paviršių ir tūrio mikroapdirbimo tyrimai. Vykdant šiuos darbus, tiriami lazerinio pjovimo ir gręžimo ypatumai, naudojant didelio pasikartojimo dažnio sustiprintus femtosekundinius impulsus, leidžiančius itin  padidinti lazerinio mikroapdirbimo greitį. Eksperimentams naudojamas Lietuvoje sukurtas unikalių galimybių lazeris PHAROS, kuriame suderinta didelė vidutinė galia ir didelis femtosekundinių impulsų pasikartojimo dažnis. Lazerinio mikroapdirbimo procesai tiriami tiek ore, tiek vandenyje esančiuose bandiniuose. Nuo 2013 m. grupė vykdo didelės apimties ESFA finansuojamą projektą, skirtą industrinių femtosekundinių technologijų plėtrai.

 FsMu Apdirbimas gr Femtosekundinio lazerinio mikroapdirbimo grupė mikro- ir makroapdirbimo laboratorijoje. Iš kairės: dr. O. Balachninaitė, dokt. A. Alesenkov ir A. Baškevičius, prof. V. Sirutkaitis, dr. D. Paipulas, dr. D. Kaškelytė, dr. E. Gaižauskas, mag. S. Butkus, dr. M. Peckus, mag. A. Puišys; grupės vadovas – prof. V. Sirutkaitis

FsMu Apdirbimas pvzFemtosekundio mikroapdirbimo pavyzdžiai: kairėje – mikroskylės, išgręžtos termiškai jautrioje keramikoje; dešinėje – dantiratis, išpjautas 1 mm storio stikle

 

Grupę sudaro:

  • prof. V. Sirutkaitis,
  • dr. D. Paipulas,
  • doc. O. Balachninaitė,
  • dr. D. Kaškelytė,
  • dr. M. Peckus,
  • doktorantai A. Baškevičius ir  T. Kudrius,
  • magistrantai S. Butkus ir A. Puišys.

Femtosekundinio mikroapdirbimo laboratorijoje plėtojamos šios fizikos ir technologijų mokslo kryptys:

  • Spartus stiklo ir kitų medžiagų pjovimas, mikro- ir makroskylių gręžimas, paviršiaus modifikavimas naudojant lietuviškas femtosekundines lazerines sistemas.
  • Skaidriųjų medžiagų tūrinis mikromodifikavimas ir fotoninių elementų integravimas bei jų charakterizavimas.
  • Naujų femtosekundinių mikroapdirbimo metodikų ir strategijų kūrimas.
  • Femtosekundiniais impulsais inicijuotos plazmos spektroskopinė analizė (LIBS) ir jos taikymai medžiagų charakterizavimui.

Laboratorijos aparatūrinė įranga:

dvi penkių ašių submikrometrinio tikslumo mikroapdirbimo sistemos su galvanoskaneriais ir integruotais Yb:KGW lazeriais PHAROS (vidutinė galia – iki 20 W, impulso trukmė < 300 fs, bangos ilgiai: 1030 nm, 515 nm, 343 nm, 257 nm).