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本文研究了激光诱导背面湿蚀(LIBWE)工艺对透明材料的加工工艺。在此过程中，进行了实验研究和数值计算。用ArF准甲酸激光器照射，以萘-甲基甲烯酸甲酯溶液作为吸收液。蚀刻率依赖于应用的激光通量来自蚀刻深度，使用原子力显微镜(AFM)测量。根据激光通量的不同，蚀刻率为4.7~49.5nm/脉冲。用原子力显微镜法研究了蚀刻边缘的表面形貌。利用记录的快照计算了膨胀气泡的内部压力。在准分子脉冲峰值后，发现其长度为22-120MPa17.2ns。用有限差分法求解了包括处理后的熔融硅层熔化和吸收溶液汽化在内的一维热流方程。熔融二氧化硅的表面温度在准分子脉冲峰值后达到最大17.2ns。基于我们的结果，我们提出了一个可能的解释的LIBWE程序的熔融二氧化硅。

LIBWE融合的二氧化硅的阈值通量假设在110~210mJcm−2之间，因为在我们早期的实验中，蚀刻在110mJcm−2时没有观察到，而在210mJcm−2时发生。图3显示了通蚀刻速率（单激光脉冲去除层的厚度）函数。对测量数据拟合了两条不同斜率的测线。蚀刻速率在通量值330mJcm−2以下缓慢增加，并在其以上迅速增加。

图 3 蚀刻速率依赖于所应用的激光通量

如前所述，气泡的形成是刻蚀过程中的一个重要现象。数值计算结果表明，由于液体的吸收层在激光照射结束前达到了沸点，因此在激光脉冲期间就开始了气泡的形成。我们的目的是确定这些气泡内部的压力，以便了解它们在LIBWE程序中的作用。图5显示了在不同时间延迟下拍摄的气泡的快照。气泡的尺寸随着延迟的增大到70µs，然后气泡坍塌。

图6显示了气泡半径作为延迟时间的函数，拟合的渐近函数，图7显示了通量值为480mJcm−2时计算压力的时间依赖性。该函数很好地拟合测点，拟合参数（0.988–0.999）相关系数（0.988–0.999）的平方值证明了这一点。

图 6 气泡半径与延迟时间的关系和拟合的渐近函数

图 7 处理后的熔融硅表面的计算压力

为了进一步评价时间分辨测量的结果，我们进行了数值计算。我们利用有限差分法求解了一维热流方程，包括处理后的熔融硅层的熔化和吸收溶液的汽化。为了进一步评价时间分辨测量的结果，我们进行了数值计算。我们利用有限差分法求解了一维热流方程，包括处理后的熔融硅层的熔化和吸收溶液的汽化。

机械效应在蚀刻过程中起着关键作用。在热液体层中被吸收的紫外光子(图11(a)和(b))引起的膨胀气泡击中熔化或未熔化的热目标的表面，并去除一层薄薄的目标。气泡的确定压力相对较低，22-120MPa，比熔融硅在室温下的抗压强度小一个数量级以上。在1090˚C时，合成熔融二氧化硅的硬度在室温[11]下的硬度下降到原始值的十分之一以下，因此我们认为这种下降可以观察到抗压强度的温度依赖性。这意味着，在蚀刻(≈210mJcm−2)和熔化阈值(335mJcm−2)的通量值之间，气泡压力超过了与熔融二氧化硅的表面温度(>1090˚C)对应的抗压强度，并且可以破坏石英的固体表面。如果激光通量超过熔化阈值，石英的接触表层熔化，膨胀气泡的撞击很容易去除部分熔化石英层（图11(c)），导致蚀刻孔边缘的小丘和相邻的小山（图11(d)）。

综上所述，我们的LIBWE图像比之前的研究提供了更精确的解释，因为在我们的模型中，我们考虑了应用液体吸收剂的重要力学性能（粘度、表面张力）来计算目标表面的压力，我们没有使用前者相对粗略地估计目标温度，而是数值求解了一维热流方程。