Кравчук П. О. Фотохімічна деструкція нанонеоднорідностей поверхні оптичних деталей ближньопольовими волоконними зондами

В роботі проведено експериментальні та теоретичні дослідження деструкції нанонеоднорідностей поверхні діелектриків на прикладі кварцової пластини шляхом фотохімічного нанополірування з використанням оптичної ближньопольової взаємодії диполів атомарного хлору з диполями SiO2 у полі еванесцентної хвилі. Шорсткість поверхні кварцової пластини була суттєво зменшена за допомогою запропонованого методу фотохімічного нанополірування. Так, протягом 20 хвилин значення параметрів шорсткості зменшились наступним чином: Ra від 56 нм до 27 нм (на 52%), Rz від 247 нм до 138 нм (на 44%) і Rmax від 317 нм до 156 нм (на 51%). Результати нанополірування явним чином підтверджують ефективність запропонованого методу, який можна використати, наприклад, для створення ультраплоских оптичних елементів із кварцу, які входять до складу гіроскопів, лазерів, датчиків фізичних полів та інших оптичних приладів. Завдяки малому часу фотохімічного процесу запропонована методика нанополірування сумісна з масовим виробництвом. Встановлено, що застосування еванесцентної хвилі оптичного ближнього поля дозволяє: отримувати атомарний хлор шляхом локальної фотодисоціацїї гіпохлорит-аніонів; поляризувати атоми Cl та частинки SіО2; зорієнтувати отримані диполі Сl і SiO2 різнойменними полюсами один до одного в напрямку дії найсильнішої у ближній зоні компоненти електричного поля диполя ~1/r3, а значить найбільш ефективним для деструкції нанонеоднорідностей чином. Виявлено, що в оптичному ближньому полі еванесцентної хвилі на поверхні кварцової пластини паралельно протікають два взаємнозворотні процеси: деструкція нанонеоднорідностей поверхні кварцової пластини та структуроване осадження на ній продуктів хімічних реакцій. Обидва явища є цікавими з точки зору науки і технологій, проте лише перше явище корисне для даного дослідження. Друге ж є паразитним.