Деформация лазерного пучка при создании графитовых микроструктур в объеме алмаза

Теоретически и экспериментально исследована деформация профиля энергии вдоль оси лазерного пучка при создании графитовых микроструктур внутри алмазного кристалла. С помощью численного моделирования показано, что использование фокусирующей линзы с числовой апертурой NA < 0.1 при глубине фокусировки до 2 мм позволяет избежать заметного изменения энергетического профиля пучка вследствие сферической аберрации, возникающей при преломлении сфокусированного лазерного пучка на плоской границе воздух – алмаз. Результаты расчетов подтверждаются экспериментальными данными по распределению лазерной интенсивности вдоль оси пучка перед его фокальной плоскостью, полученными из наблюдений за распространением волны графитизации в алмазе. Проанализировано также влияние самофокусировки излучения на лазерно-индуцированную графитизацию алмаза. Показано, что если искажением волнового фронта вследствие самофокусировки можно пренебречь при минимальной энергии импульсов, необходимой для оптического пробоя алмаза, то и нарастающая деформация пучка при увеличении энергии импульсов не оказывает никакого влияния на процесс графитизации.