Термокапиллярные явления и образование рельефа поверхности под воздействием пикосекундных лазерных импульсов

Плавление поверхности кремния пикосекундными импульсами в ряде случаев вызывает появление ячеистых (диаметром ${\sim10}$ мкм) и филаментарных (с периодом ${\sim0.1}$ мкм) поверхностных структур, параметры которых практически не зависят от поляризации и угла падения лазерного излучения. Показано, что ячеистые структуры могут возникать вследствие неустойчивости капиллярных волн под действием термокапиллярных эффектов в расплавленной лазером пленке с уменьшающейся в глубь нее температурой. Рассчитаны инкременты неустойчивости для кремния, германия и меди в приближении бесконечно глубокой жидкости при разных глубинах ее прогрева $H$. В частности, в кремнии при ${H\sim(1{-}2)}$ мкм неустойчивы капиллярные колебания с длиной волны вдоль поверхности, превышающей несколько микрон, и с максимальным инкрементом порядка нескольких обратных микросекунд.