纳米技术和激光技术是过去几十年中最成功且最活跃的研究与技术领域之一，二者结合时展现出巨大的潜力。多种基于激光的技术能够对金属、半导体甚至玻璃进行表面纳米结构化处理，这些经处理的材料随后被应用于传感、成像、太阳能以及生物医学等领域。此类基于激光的技术包括但不限于激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的形成、激光干涉光刻（LIL）和直接激光干涉图案化（DLIP）。

激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的形成，也被称为波纹或纳米波纹，是一种用于制造类似光栅的纳米结构的直接激光写入技术。LIPSS 源于入射 / 折射激光与表面附近的散射光或衍射光之间的干涉。该技术因其简单性和稳健性而备受关注，因为它可以在环境空气中进行制造，并且完全符合工业对成本、可靠性和生产率的要求。根据所选材料和辐照条件的不同，LIPSS 的加工能够通过从几十纳米到几微米不等的周期实现多种类型的表面功能化。

另外两种方法 —— 激光干涉光刻（LIL）和直接激光干涉图案化（DLIP），则依赖于入射激光的干涉作用。两束或多束激光在空间和时间域上叠加，从而形成周期可达亚波长尺度的干涉图案。在 LIL 中，图案首先记录在感光介质中，然后转移到目标材料上。相反，DLIP 能够直接对材料进行结构化处理。在合适的辐照条件下，材料表面会在强度峰值处熔化甚至烧蚀。由于超短激光脉冲固有的宽光谱带宽及其对所得干涉图案的影响，LIL 和 DLIP 技术通常局限于皮秒级或更长的脉冲持续时间。不过，CARBIDE 和 PHAROS 飞秒激光器具有独特的脉冲持续时间可调功能（最长可达 20 ps），因此不存在这一问题。

在为特定应用选择技术时，用户需要考虑多个方面。首先，在 LIL 和 DLIP 中，干涉图案的周期由激光辐照的波长以及干涉光束之间的入射角控制。然而，最小周期受到光学衍射极限的限制。因此，如果需要 100 ns以下的特征尺寸，应选择 LIPSS。另一个需要考虑的方面是纳米结构化图案的调制深度。DLIP 图案的深度可以通过激光脉冲能量和所施加的脉冲数量独立控制。尽管 LIPSS 预计也存在类似的关系，但通常更难控制。DLIP 结构能够在大面积上具有明显更大的调制深度和规律性。

纳米结构化表面在传感领域有着广泛应用，例如表面增强拉曼光谱（SERS）。在该技术中，粗糙的金属表面能将吸附的分析物分子的拉曼散射增强数个数量级。此外，像黑硅这类纳米结构材料，在光电探测器和太阳能电池市场中也备受关注。这种微米级的硅尖刺能够捕获入射光，进而在可见光和红外光谱范围内实现高吸收率。不仅如此，激光诱导周期性表面结构（LIPSS）及其他纳米结构化技术，还能制备出适用于汽车和航空航天工程的疏水与亲水表面、适用于医疗领域的抗菌表面、细胞排斥或细胞刺激表面，以及许多其他巧妙的应用。

CARBIDE 和 PHAROS 飞秒激光器被广泛应用于上述表面纳米结构化技术，在未来技术的研发以及新型表面功能的探索中发挥着重要作用

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