CN108260349B - 用于降低光电子产率和/或二次电子产率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种降低靶标(10)的表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括向靶标(10)的表面施加激光辐射以在表面上产生周期性结构排列，其中所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射并且所述脉冲的功率密度在0.01TW/cm2至3TW/cm2、任选0.1TW/cm2至3TW/cm2的范围内。

Description

用于降低光电子产率和/或二次电子产率的方法和装置
本发明涉及处理表面从而降低光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法。
背景
光电子发射(PEE)是指由于光子与表面的相互作用的电子的发射。二次电子发射(SEE)是指由于一次电子与表面的相互作用的二次电子从表面的发射。光电子产率(PEY)可以用于表征PEE并且二次电子产率(SEY)可以用于表征SEE。PEY和SEY可以分别选取为每单个入射光子或电子的发射的电子的平均数量。
在各种各样的装置中，例如在粒子加速器、光束线、波导例如r.f.波导、检测器、航天器、和真空室中，PEE和SEE效应可以导致明显的困难。根据所讨论的装置和应用的具体类型，PEE和SEE效应可以不同地导致不希望的电子云积累、不希望的压力增加、光束损失和不稳定、光束寿命的降低、不希望的热负荷、功率损失、损坏、装置寿命的降低、噪音的增加、和灵敏度的降低。
需要提供改善的或至少备选的用于降低PEY和SEY的方法。
概述
在本发明的第一方面中，提供降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括：
向所述表面施加激光辐射以在所述表面上产生周期性结构排列，其中
所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射并且所述脉冲的功率密度在0.01TW/cm2至3TW/cm2、任选0.1TW/cm2至3TW/cm2的范围内。
任选地，功率密度可以在0.1TW/cm2至2TW/cm2的范围内，任选在0.3TW/cm2至2TW/cm2的范围内，任选在0.4TW/cm2至1.5TW/cm2的范围内，进一步任选在0.38TW/cm2至0.6TW/cm2、0.16TW/cm2至0.54TW/cm2的范围内。
通过使用具有这样的功率密度的激光脉冲，可以得到为表面提供所需性质的周期性结构排列。例如，可以得到具有所需的二次电子产率(SEY)的值或值的范围的表面。
所述方法可以改变表面的性质，以使得所述表面具有小于1.5、任选小于1.2、任选小于1.0、任选小于或等于0.7、任选在0.2至1.0的范围内、任选在0.5至1.0的范围内、任选在0.3至0.9的范围内、任选在0.6至0.8的范围内、任选大约等于0.7的SEY的值。SEY的值可以是紧接激光辐射的施加之后的值，例如在油脂、污垢、氧化物或其他污染物或外来材料的聚集之前，和/或在清洁之后。
激光脉冲可以具有少于表面的材料的热弛豫时间的持续时间。激光脉冲可以具有使得表面的材料的电子和原子晶格基本上在激光脉冲的整个施加期间具有基本上不同的温度的持续时间。激光脉冲可以具有使得表面的材料被蒸发或气化或移除中的至少一种而不使表面实质性熔融和/或流动的持续时间。激光脉冲可以具有使得表面的一些材料被蒸发或气化或移除中的至少一种而不使表面的其余材料实质性熔融和/或流动的持续时间。
激光脉冲的脉冲持续时间可以在200飞秒(fs)至1000皮秒(ps)的范围内。
在表面上的周期性结构排列可以包括基本上彼此平行的峰和谷的周期性系列，并且峰可以在顶部是基本上扁平的和/或可以在顶部是圆形的和/或可以在顶部基本上不具有突出和/或尖锐的区域。峰可以基本上具有礼帽形状和/或截棱锥形状，例如在横截面轮廓中的礼帽形状和/或截棱锥形状。因此，例如，可以得到所需的电子功函数的值和/或所需的电子捕获性质。峰可以在纵向方向上延伸并且可以被称为脊(ridge)。
所述峰中的至少一些的峰到谷距离、和/或平均的或中位数的峰到谷距离可以在500nm至100μm的范围内，任选在5μm至100μm的范围内，任选在20μm至80μm的范围内，任选在1μm至60μm的范围内，任选在30μm至60μm的范围内。
周期性结构排列可以包括交叉影线(cross-hatched)排列或基本上不具有交叉影线的峰和谷(例如，脊和槽)的基本上平行的线的排列。例如，可以通过提供激光辐射的激光源的单次通过产生周期性结构排列。
表面可以在至少一个下层(例如，钢、不锈钢中的至少一种)上并且激光辐射可以使得基本上不以暴露下层的方式移除或移动表面的材料。
所述方法还可以包括在所述激光辐射的施加之后使所述表面脱脂、清洁或平滑中的至少一种，和/或在所述激光辐射的施加之后相对于所述表面进行表面碳减少过程。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括：
向所述表面施加激光辐射以在所述表面上产生周期性结构排列，其中所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射；和
在所述激光辐射的施加之后使所述表面脱脂、清洁或平滑中的至少一种，和/或在所述激光辐射的施加之后相对于所述表面进行表面碳减少过程。
清洁可以包括进行化学清洁过程或使用萃取单元，例如用于移除附着至表面或者存在于表面处或表面中的材料的过程，例如通过溶解、冲洗、冲刷和/或与这样的材料反应的方式，或者通过使用惰性气体(例如氮)吹风机、压力清洗器或空气枪。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供激光处理的表面，所述激光处理的表面包括在所述表面上的激光形成的周期性结构排列，其中下列各项中的至少一种：
周期性结构排列包括基本上彼此平行的峰和谷的周期性系列；
周期性结构排列包括交叉影线，峰和谷的周期性系列；并且任选地
峰可以在顶部是基本上扁平的和/或可以在顶部是圆形的和/或可以在顶部基本上不具有突出和/或尖锐的区域，和/或峰可以基本上具有礼帽形状和/或截棱锥形状，例如在横截面轮廓中的礼帽形状和/或截棱锥形状；和/或
峰中的至少一些的峰到谷距离、和/或平均的或中位数的峰到谷距离可以在500nm至100μm的范围内，任选在5μm至100μm的范围内，任选在20μm至80μm的范围内，任选在1μm至60μm的范围内，任选在30μm至60μm的范围内。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供用于降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的装置，所述装置包括：
激光源，所述激光源用于向表面施加脉冲激光辐射；和
激光控制器，所述激光控制器被配置成控制所述激光源以施加作为一系列激光脉冲的所述激光辐射从而在所述表面上形成周期性结构排列，其中所述脉冲的功率密度在0.01TW/cm2至3TW/cm2、任选0.1TW/cm2至3TW/cm2的范围内。
在本发明的另一个方面中，提供降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括：
向所述表面施加激光辐射以在所述表面上产生周期性结构排列，其中
所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射，并且所述激光脉冲的脉冲持续时间在200飞秒(fs)至1000皮秒(ps)的范围内。
表面可以是靶标表面。
脉冲持续时间可以在1ps至100ps的范围内。脉冲持续时间可以在1ps至50ps的范围内。脉冲持续时间可以在5ps至500ps的范围内。
激光辐射可以包括在所述表面上具有在1μm至50μm的范围内或在1μm至100μm的范围内的焦斑直径的脉冲激光束。
脉冲辐射可以具有在10kHz至1MHz的范围内的脉冲重复率。
激光辐射的平均功率可以在0.3W至20W的范围内，任选在0.3W至2W的范围内，或在1W至10W的范围内，或在1W至5W的范围内，或在0.1W至1W的范围内，或在0.1W至2W的范围内，或在0.3W至5W的范围内。
激光辐射向表面的施加可以包括在表面上扫描脉冲激光束，并且扫描的扫描速度可以在1mm/s至200mm/s的范围内，任选在1mm/s至100mm/s的范围内。
可以将脉冲激光束在表面上的扫描重复2至10次，或者可以进行一次。
激光辐射相对于表面的入射角可以在0至30度的范围内。激光辐射相对于表面的入射角可以在90度至60度的范围内。
辐射的波长可以在100nm至2000nm的范围内，任选532nm或528nm或1030nm或1064nm或1070nm。
结构可以包括峰和谷。周期性结构排列可以包括峰和谷的周期性系列。峰和谷可以基本上彼此平行。
周期性结构排列可以包括在第一方向上排列的峰和谷的第一系列以及在不同的第二方向上排列的峰和谷的第二系列。第一和第二方向可以是基本上垂直的。峰和谷的第一系列与峰和谷的第二系列可以交叉以使得周期性结构排列包括交叉影线排列。
周期性排列的周期可以在0.5μm至100μm的范围内。周期性结构的相邻峰(或谷)的间隔可以在0.5μm至100μm的范围内。交叉影线排列的影线距离可以在0.5μm至100μm的范围内。
激光辐射可以使得激光辐射向表面的施加包括产生另外的结构。另外的结构可以小于周期性结构排列的结构。
这个特征可以是特别重要的，因此在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括：
向所述表面施加激光辐射以在所述表面上产生周期性结构排列，其中
所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射，并且所述激光辐射使得在所述表面上产生另外的结构以及周期性结构排列。
另外的结构可以包括另外的周期性结构。另外的结构可以包括波纹。另外的结构可以包括纳米波纹。另外的结构可以是另外的周期性结构。另外的结构可以包括激光诱发的周期性表面结构(LIPPS)。另外的结构可以具有在10nm至1μm的范围内、任选在100nm至1μm的范围内的周期性。
另外的结构可以覆盖周期性结构阵列的至少一部分。另外的结构可以在周期性结构排列的谷中和/或峰上形成。
表面可以是金属表面。表面和/或靶标可以包括铜、铝、不锈钢或钛。金属表面的金属可以是选自铜、铝、不锈钢、或钛的金属。表面可以形成例如包含铜、铝、不锈钢、钛中的一种和至少一种其他材料的层合结构(例如层合靶标)和/或包含铜、铝、不锈钢、钛中的至少两种的层合结构的一部分。
表面可以是箔的表面。靶标可以是箔。
激光辐射的平均或峰积分通量(fluence)或其他性质可以高于表面的烧蚀阈值并且在烧蚀阈值的105％以内，任选102％以内，任选101％以内。
脉冲可以使得对于每个脉冲来说，在表面形成等离子体。等离子体可以具有与表面的下层材料基本上相同的密度。
表面可以形成粒子加速器、光束线、波导例如r.f.波导、检测器、检测器装置、或航天器的一部分。
表面可以包括或形成真空室的表面的一部分。
表面可以包括装置的组件的表面。装置可以选自：粒子加速器、光束线、波导例如r.f.波导、检测器、检测器装置、航天器。所述方法可以包括向所述表面施加所述激光辐射以在所述表面上产生所述周期性结构排列，并且之后在所述装置中安装所述组件，或者所述方法可以包括向在所述装置中原位具有所述组件的所述表面施加所述激光辐射。
所述方法可以包括使用固态激光器施加辐射，任选固态激光器包括Nd:YVO4或Nd:YAG或Yb:YAG或Nd:KGW或Nd:KYW或Yb:KGW或Yb:KYW激光器，或脉冲光纤激光器，任选Yb、Tm或Nd脉冲光纤激光器。所施加的辐射可以包括这样的激光器的工作的基波波长或其第二或第三谐波。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供用于降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的装置，所述装置包括：
激光源，所述激光源用于向表面施加脉冲激光辐射；和
激光控制器，所述激光控制器被配置成控制激光源以施加作为具有在200飞秒(fs)至1000ps的范围内的脉冲持续时间的一系列激光脉冲的激光辐射，从而在表面上产生周期性结构排列。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供用于降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的装置，所述装置包括：
激光源，所述激光源用于向表面施加脉冲激光辐射并且被配置成工作以执行根据任何其他方面的方法。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供激光处理的表面，所述激光处理的表面包括使用根据任何其他方面的方法形成的在表面上的周期性结构排列。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供激光处理的表面，所述激光处理的表面包括在表面上的激光形成的周期性结构排列以及在表面上的另外的激光形成的结构。
另外的结构可以包括另外的周期性结构。另外的结构可以包括波纹。另外的结构可以包括纳米波纹。另外的结构可以是另外的周期性结构。另外的结构可以包括激光诱发的周期性表面结构(LIPPS)。另外的结构可以具有在10nm至1μm的范围内、任选在100nm至1μm的范围内的周期性。
结构可以包括峰和谷。周期性结构排列可以包括峰和谷的周期性系列。峰和谷可以基本上彼此平行。
周期性结构排列可以包括在第一方向上排列的峰和谷的第一系列以及在不同的第二方向上排列的峰和谷的第二系列。第一和第二方向可以是基本上垂直的。峰和谷的第一系列与峰和谷的第二系列可以交叉以使得周期性结构排列包括交叉影线排列。
周期性排列的周期可以在0.5μm至100μm的范围内。周期性结构的相邻峰(或谷)的间隔可以在0.5μm至100μm的范围内。交叉影线排列的影线距离可以在0.5μm至100μm的范围内。
另外的结构可以包括另外的周期性结构。另外的结构可以包括波纹。另外的结构可以包括纳米波纹。另外的结构可以是另外的周期性结构。另外的结构可以包括激光诱发的周期性表面结构(LIPPS)。另外的结构可以具有在10nm至1μm的范围内、任选在100nm至1μm的范围内的周期性。
另外的结构可以覆盖周期性结构阵列的至少一部分。另外的结构可以在周期性结构排列的谷中形成。
表面可以是金属表面。表面可以包括铜、铝、不锈钢或钛。金属表面的金属可以选自铜、铝、不锈钢、钛。表面可以形成例如包含铜、铝、不锈钢、钛中的一种和至少一种其他材料的层合结构(例如层合靶标)和/或包含铜、铝、不锈钢、钛中的至少两种的层合结构的一部分。
在可以独立提供的本发明的另一个方面中，提供粒子加速器、光束线、波导、检测器、航天器、或真空室，其包括具有根据本发明的第五方面或第六方面的表面的组件。
在本发明的另外的方面中，提供如在本文中描述和/或说明的方法、表面、包括表面的结构、装置、组件、粒子加速器、光束线、波导、检测器、航天器、或真空室。
在本发明的任何一个或多个方面中的任何特征都可以以任何适当的组合应用于本发明的任何其他一个或多个方面。
附图简述
在下文中参照附图进一步描述本发明的实施方案，其中：
图1是用于表面的激光处理以降低光电子发射(PEE)和/或二次电子发射(SEE)效应例如降低光电子产率(PEY)和/或二次光电子产率(SEY)的系统的示意图；
图2示出在激光处理以在样品的表面上形成周期性结构之后铜样品的图像；
图3示出在激光处理以在样品的表面上形成周期性结构之后铝样品的图像；
图4a和4b示出在激光处理以在样品的表面上形成周期性结构之后铝样品的图像；和
图5至24示出在激光处理以在另外的样品的表面上形成周期性结构之后的另外的样品的图像和/或另外的样品的性质的曲线；
图25示出在进行如在附录1中概述的测量之前的两个样品的图像；
图26和27是作为图25的样品的一次能量的函数的SEY的曲线；
图28a和28b示出如在附录3中描述的脱脂之前和之后的样品的图像；
图29至32是如在附录3中描述的储存和/或脱脂之前和之后对样品进行的测量的曲线；
图33示出作为附录4的主题的样品的图像；
图34示出作为附录4的主题的样品的光学显微镜图像；
图35和36示出作为附录4的主题的样品的SEM图像；和
图37a和37b是激光相互作用机制的示意图。
详述
图1示出用于表面的激光处理以降低光电子发射(PEE)二次电子发射(SEE)效应例如降低光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的系统。
图1的系统2包括激光器6，其与用于控制激光器6的工作以发射具有所需特性的脉冲激光辐射光束的激光控制器4连接。激光器6与靶标10对齐，使得在激光控制器4的控制下的激光器6的工作在靶标的表面上形成周期性结构。
在实施方案中，激光器可以是Nd:YVO4或Nd:YAG激光器中的一种，或脉冲光纤激光器，例如Yb、Tm或Nd脉冲光纤激光器。可以在备选实施方案中使用任何其他适合的激光器。在图1的实施方案中，脉冲激光辐射的波长是532nm，但是可以在其他实施方案中使用任何其他适合的波长，例如528nm或1030nm或1064nm或1070nm。
控制器可以包括专用控制器，或适当地编程的计算机。可以在软件、硬件或硬件和软件的任何适合的组合中实施控制器。在一些实施方案中，控制器可以包括更多的ASIC(application specific integrated circuit，专用集成电路)或FPGA(fieldprogrammable gate array，现场可编程门阵列)或其他适合的电路。
在图1的实施方案中，靶标10和激光器6位于空气中并且表面的激光处理在空气中进行。靶标10和激光器6可以位于具有相关的泵和/或气体供给的可密封和/或可泵送的腔室8中，并且表面的激光加工可以在真空中或在所需气体条件中(例如在选择的反应性气体的存在下)进行。在一些实施方案中省略腔室8。
在图1的实施方案中，靶标10是包括铜的金属靶标。可以使用其他靶标，例如铝、不锈钢或钛。
在工作中，通过在激光控制器4的控制下的激光器6跨过靶标10的表面扫描具有所需特性的脉冲激光辐射，以在表面上产生周期性结构排列。例如，为了形成以平行的行排列的峰和谷，可以跨过表面沿着平行的、隔开的路径扫描激光束以形成被峰隔开的平行的谷。可以通过激光束在表面上的适合扫描来形成任何其他适合的结构排列。
激光的工作参数以及关联这样的参数的特定等式可以表示如下，
波长(λ)[m]
激光的重复率(γ)[Hz]
激光的脉冲长度(τ)[s]
激光的平均功率(P平均)[W]——表示在一个周期t内的能量流
能量/脉冲(E脉冲)[J]
激光的积分通量(F)[J/cm2]
在靶标上的束斑半径(r)[m]
在靶标上的束斑面积(A＝πr2)[m2]
激光束扫描靶标的表面的次数(N)无量纲
激光束扫描靶标的表面的速度(V)[m/s]
相对于在靶标的表面上的每个斑激发的脉冲数量(n)[无量纲]
在脉冲之间的时间间隔——一个周期(t)[s]
峰功率(P峰)[W]——限定单脉冲内的能量流
功率密度或强度(I)[W/cm2]
等式
Figure GDA0002392334820000101
Figure GDA0002392334820000102
Figure GDA0002392334820000103
Figure GDA0002392334820000104
Figure GDA0002392334820000105
Figure GDA0002392334820000106
例如，基于以上等式和表述，可以选择适合的工作参数，以获得具有所需性质例如脉冲的所需功率密度的脉冲激光辐射。
对于其中表面是铜的实施方案来说，表1提供激光在表面上产生所需周期性结构排列的工作参数。在表1中提供根据实施方案的三组工作参数。在这种情况中，表面的激光加工在空气中进行。
Figure GDA0002392334820000107
Figure GDA0002392334820000111
表1
*-对于直线影线和交叉影线扫描来说，关于结构化的SEY数据分别为1.8和1.6；可能的原因是与532nm加工相比降低的表面形貌，SEM图像可获得。
**-关于结构化的SEY数据是1.13(DL)和1.3(CERN)。用于第一批CERN样品(在不锈钢上的Cu OFE和共层合Cu(层厚度为～80μm))的加工参数。
***-报道的关于结构化的SEY数据：0.75(DL)和0.95(CERN)。
在其中靶标是铜的一些其他实施方案中，工作参数选择如下：
a)532nm的波长；激光的脉冲宽度：200飞秒至200皮秒；靶标上的焦斑直径：1μm至50μm；10kHz至1MHz的激光的重复率；0.3W至2W的平均功率；1mm/s至100mm/s的扫描速度；1至10的扫描的重复次数；0.5μm至100μm的影线距离；0至30度的激光束的入射角。
b)1064nm的波长；激光的脉冲宽度：200飞秒至200皮秒；靶标上的焦斑直径：1μm至50μm；10kHz至1MHz的激光的重复率；1W至5W的平均功率；1mm/s至100mm/s的扫描速度；1至10的扫描的重复次数；0.5μm至100μm的影线距离；0至30度的激光束的入射角。
对于其中表面是铝的实施方案来说，表2提供激光在表面上产生所需周期性结构排列的工作参数。
Figure GDA0002392334820000121
表2
在其中靶标是铝的一些其他实施方案中，工作参数选择如下：
a)1064nm的波长；激光的脉冲宽度：200飞秒至200皮秒；靶标上的焦斑直径：1μm至50μm；10kHz至1MHz的激光的重复率；0.1W至1W的平均功率；1mm/s至100mm/s的扫描速度；1至10的扫描的重复次数；0.5μm至100μm的影线距离；0至30度的激光束的入射角。
对于其中表面是不锈钢的实施方案来说，表3提供激光在表面上产生所需周期性结构排列的工作参数。
Figure GDA0002392334820000122
表3
在其中靶标是不锈钢的一些其他实施方案中，工作参数选择如下：
a)532nm的波长；激光的脉冲宽度：200飞秒至200皮秒；靶标上的焦斑直径：1μm至50μm；10kHz至1MHz的激光的重复率；0.1W至2W的平均功率；1mm/s至100mm/s的扫描速度；1至10的扫描的重复次数；0.5μm至100μm的影线距离。
b)1064nm的波长；激光的脉冲宽度：200飞秒至200皮秒；靶标上的焦斑直径：1μm至50μm；10kHz至1MHz的激光的重复率；1W至5W的平均功率；1mm/s至100mm/s的扫描速度；1至10的扫描的重复次数；0.5μm至100μm的影线距离；0至30度的激光束的入射角。
图2示出在激光处理以在如相对于图1描述的样品的表面上形成周期性结构之后铜样品的图像。在以下表格表4中提供在铜样品的激光处理中使用的工作参数。处理三个样品，铜样品a)、b)和c)。样品a)、b)和c)的图像以及标记为1至4的样品的经加工的表面的四个扫描电子显微镜(SEM)图像在图2中示出并且在以下表4中描述。在以下附录1中提供13mm铜样品的SEY结果。
图3示出在激光处理以在如相对于图1描述的表面上形成周期性结构之后铝样品的图像。在以下表格表5中提供在铝样品的激光处理中使用的工作参数。处理两个样品，铝样品a)和b)。样品a)和b)的图像以及标记为1至3的在不同放大水平下的样品的经加工的表面的三个扫描电子显微镜(SEM)图像在图中示出并且在以下表5中描述。
Figure GDA0002392334820000131
表4
Figure GDA0002392334820000141
表5
图4a和4b示出在激光处理以在如相对于图1描述的表面上形成周期性结构之后不锈钢样品的图像。在以下表格表6a和6b中提供在样品的激光处理中使用的工作参数。处理四个样品，不锈钢样品a)、b)、c)和d)。样品a)、b)、c)和d)的图像以及标记为1至10的样品的经加工的表面的扫描电子显微镜(SEM)图像在图4a和4b中示出并且在以下表6a和6b中描述。
Figure GDA0002392334820000142
Figure GDA0002392334820000151
表6a
Figure GDA0002392334820000152
表6b
附录2提供根据另外的实施方案的激光在表面上产生所需周期性结构排列的另外的工作参数。
图5示出在激光处理以在所描述的样品的表面上形成周期性结构(在这种情况中是交叉影线结构)之后铜样品的图像。在表面上的五个点(标记为1、3、6、9、12)处的五个SEM图像也包括在图5中并且示出礼帽棱锥结构。
图6示出在激光处理以在所描述的样品的表面上形成周期性结构(在这种情况中是交叉影线结构)之后标记为(a)至(e)的另外的表面的SEM图像。每个不同的样品经历如在图6中指出的相应的不同功率密度的脉冲。
图7示出在激光处理以在样品的表面上形成周期性结构(在这种情况中是平行的线)之后样品的图像。还示出在样品表面的五个区域处的五个SEM图像。样品经历等于0.4TW/cm2的功率密度的激光脉冲。
图8示出在激光处理以在所描述的样品的表面上形成周期性结构(在这种情况中是平行的线)之后三个样品的图像。还示出在样品中的一个的表面的五个区域处的五个SEM图像。样品经历等于0.2TW/cm2的功率密度的激光脉冲。
图9是在激光处理以在所描述的样品的表面上形成周期性结构之后针对样品测量的SEY相对于一次电子能量的曲线。
图10示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后铜样品的图像。图10还以不同的放大倍数示出表面的区域的SEM图像。
图11示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后铜样品的表面的不同区域在多种放大倍数下的SEM图像。
图12示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后以及在切割和抛光之后铜样品的横截面在多种放大倍数下的SEM图像，以及正面朝上的样品的另一个图像。
图13示出在激光处理以在表面上形成周期性结构之后在样品的不同区域处的铜样品的横截面的SEM图像。
图14示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后的在不锈钢层上包含铜层的共层合样品的图像，以及样品的横截面的SEM图像。
图15示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后样品的横截面的另一个SEM图像。
图16示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后正面朝上的样品的SEM图像。在图中包括插入图像，并且其为沿着在正面朝上图像中指出的线延伸的横截面的SEM横截面图像。在正面朝上图像和横截面图像上的对应位置用点标记。存在三个红点(在图的黑白版本中显示出较深颜色)和一个绿点(在图的黑白版本中显示出较浅的颜色)。红点表示激光通过两次的区域，并且绿点表示激光通过一次的区域。可以在横截面图像中看到，与激光的一次通过相比，激光的两次通过产生较深的槽/谷。
图17示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后铜样品的表面的SEM图像。激光处理使用波长532nm的激光脉冲和29.6GW/cm2的激光脉冲功率密度。
图18是对于在图17的铜样品的表面上的三个随机选择的点处进行的测量的SY相对于一次电子能量的曲线。
图19是包括图17和18的铜样品的样品表面的图像。
图20示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构(在这种情况中是交叉影线)之后样品的表面的图像，以及在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后对于三个交叉影线样品的SEY相对于一次能量的曲线。
图21示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构(在这种情况中是沟槽)之后样品的表面的图像，以及在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后对于三个沟槽样品的SEY相对于一次能量的曲线。
图22示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构(在这种情况中是交叉影线)之后样品的表面的图像，以及在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后对于四个交叉影线样品的SEY相对于一次能量的曲线。
图23示出在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构(在这种情况中是沟槽)之后样品的表面的图像，以及在激光处理以在所描述的表面上形成周期性结构之后对于三个沟槽样品的SEY相对于一次能量的曲线。
图24示出在激光处理以在所描述的样品的表面上形成周期性结构之后样品的表面的另外的图像。
在不希望受理论约束的情况下并且在不限于保护范围的情况下，提供涉及可以相对于至少一些实施方案出现的过程的以下评述。
激光加工提供允许根据实施方案的周期性结构的形成的首要方法。预期精确激光加工激发金属内的自由电子，绝缘体内的振动，以及实际上半导体内两种类型的激发。激光可以加工材料的机制包括以下：
(i)光热相互作用(PTI)——通常使用提供短驻留时间的激光束(例如具有纳秒脉冲宽度的激光)实现；
(ii)光烧蚀相互作用(PAI)——使用提供超短驻留时间的激光束(例如具有皮秒或飞秒脉冲宽度的激光)设想。
关于相对于表4和5以及图13至16描述的实施方案的激光加工可以采用PTI方案。关于相对于表1至3和图2至11描述的实施方案的激光加工可以采用PAI方案。
在PTI方案中，聚焦的激光束起空间限制的、强热源的作用。将靶标材料迅速加热，最终导致其被蒸发。在不希望暗示任何限于保护范围的情况下，靶标材料可以被称为被汽化(boiled away)。这个方法的一个优点是其可以实现较大量的靶标材料的快速移除。然而，在加工之后的外周热影响区域(HAZ)损坏和一些重塑材料(recast material)的存在对于精确激光材料加工来说带来在热限制方面的限制。
在PAI方案中，激光驱动材料内部的光的多光子吸收。这将电子从材料中移除，其之后由于库仑排斥而破裂(explode away)。因为PAI涉及使将材料保持在一起的分子或原子键直接断裂，而不是简单地将其加热，其本质上不是“热”过程。因为在非常短的时间范围内将材料移除，所以被烧蚀的材料在热量可以扩散至周围材料中之前带走大部分能量。这些效果可能会造成明显降低的HAZ。此外，这是洁净过程并且可以留下最少的重塑材料，从而消除对复杂的后处理的需求。PAI机制与非常宽范围的材料相容，包括具有低线性光学吸收并且因此难以利用现有技术加工的高带隙材料。PAI机制可以被认为是“波长中性的”；也就是说，即使材料通常在激光波长下是透射性的，也可以降低非线性吸收。
PAI机制应当根本上允许表面的电子功函数的定制设计。
分别在图37a和37b中示意性地示出PTI和PAI机制。
实施方案的另一个特征是，向表面施加的脉冲辐射的特性(例如在皮秒范围内或更小的脉冲持续时间的使用)使得所形成的周期性结构与使用较高能量和/或较长持续时间(例如在纳秒范围内的脉冲持续时间)的脉冲辐射形成的特征相比可以具有较浅的深度和/或更轻微的倾斜。
同样地，在不希望受理论约束的情况下并且在不限于保护范围的情况下，提供涉及可以相对于至少一些实施方案出现的过程的以下评述。
在非常高的强度(或高辐照度)下的照射中，面临致密、强吸收材料的问题，在其前数十nm中，能量以大约1020W/cm3的速率释放。一旦随机化，即将该能量的一部分传导至材料的主体中，同时通过加热的层的热膨胀将该部分转换为定向动能。在此方面区分两种方案。
1.纳秒脉冲激光相互作用，其受材料的膨胀和烧蚀控制。在这里，加热的层的热压力足以引起下层靶标材料的明显压缩。
2.皮秒脉冲激光相互作用(例如根据在本文中所述的一些实施方案)，其因为在脉冲持续时间期间的流体动力运动可忽略而是受热传导控制的(在这里激光脉冲可以比纳秒脉冲激光短1000倍以上)。在皮秒方案中，在经加工的层的流体动力膨胀已经开始之前可以发生致密材料的强烈加热。在该方案中产生的等离子体可以具有与固体靶标本身基本上相同的密度。这在冷却时导致被纳米结构覆盖的根据照射参数在1微米至50微米的范围内的精细结构的形成。
除了通过在表面上以适当方式扫描激光束得到的较大尺寸的峰和谷以外，根据一些实施方案使用皮秒持续时间的脉冲辐射在一些情况中也可以导致在表面上的纳米波纹或其他小尺寸结构的形成。可能的是，除了通过较大的周期性峰和谷结构得到的降低以外，这样的纳米波纹或其他小尺寸结构在一些情况中可以进一步降低PEY或SEY。此外，在一些情况中，与皮秒而不是纳秒脉冲相关的纳米波纹或其他小尺寸结构和/或较浅的峰和谷还可以提供表面的改善或备选的电学性质，例如降低的感应，和/或可以为表面提供在纳米或微米尺寸下的增加的面积。
同样地，在不希望受理论约束的情况下并且在不限于保护范围的情况下，进一步评述如下。
在增加表面粗糙度的情况下，对于以槽为特征的表面来说，最大SEY可能会降低，而其在散布有山丘的表面处可能会增加。观察表明，山丘和槽结构可以分别在增加和降低SEY方面非常有效，这归因于它们不同的形态学特征和表面电子功函数(EWF)。
总SEY可以表示发射的真正二次电子(SE)和背散射电子(BSE)二者与入射至表面的一次电子(PE)的比率。
实例：暴露于空气的样品表面可以容易地被吸附的气体和烃污染，并且它们的SEY可能增加。
由污染导致的高SEY应当可能产生电子倍增并且最终降低微波装置的性能并且产生在大型粒子加速器中的破坏性的电子云不稳定。
SEY的增加表示电子功函数[EWF]的降低。
在增加粗糙度的情况下，对于散布有山丘的表面来说，SEY最大具有明显的增加。这种现象意味着，山丘结构应当在SE发射中起到正面作用。此外，SEY最大通过主要以槽为特征的表面而迅速降低，这应当是SEY最大降低的主要因素。
在槽结构的情况中，可以通过与侧壁碰撞而有效地捕获SE，因此SEY降低。然而，对于山丘结构来说，除了侧壁的负面影响以外，对SE发射存在一些正面影响。例如，一些PE倾斜地冲击具有山丘的局部表面，这将会诱发比正常入射更多的SE。另外，SE可能再次进入山丘的侧壁，导致另外的SE生成。大多数再次进入的SE应当是BSE，其具有高能量以克服表面势垒并且产生散逸至真空的大量具有低能量的真正SE。
由不同表面形态诱发的电子功函数(EWF)的变化也可以是造成SEY变化的原因。在增加表面粗糙度的情况下，功函数可以在表面峰处降低并且在表面槽处增加。在我们的结构化工作中的山丘和槽可以被认为是表面峰和槽。由山丘结构引入的较粗糙的表面通常具有较低的电子功函数(EWF)，因此SEY自然增加。然而，EWF将会通过使具有槽结构的表面粗糙化而提高，并且最后SEY降低。
已经发现，激光处理的样品的脱脂可以造成样品(例如在以下附录3和4中描述的样品)的SEY的增加。已经发现，这样的过程可以导致比可能在样品的储存或使用期间出现的SEY降低大的SEY增加。尽管在附录3和4中描述了使用NGL(RTM)脱脂产品的清洁，但是可以在备选实施方案中使用任何适合的脱脂、清洁、平滑或表面碳减少过程。在一些实施方案中，脱脂剂可以使得基本上不改变样品的形态，但是可以从表面移除碳或含碳化合物、混合物或其他材料、或者其他不希望的和/或外来的化合物、混合物或材料(例如金属氧化物、油脂或污垢)的层。例如，在一些实施方案中，例如可以在室温下使用99.7％冰醋酸(可以使用任何其他适合的浓度)以移除表面材料，例如铜(I)和铜(II)氧化物和/或其他材料而不实质上改变表面形态。
应理解的是，以上已经纯粹通过举例的方式描述了本发明，并且可以在本发明的范围内做出细节的修改。在说明书和(在适当时)附图中的每个特征可以独立地提供或以与任何其他这样的特征的任何适当组合提供。
附录1-A1
Figure GDA0002392334820000211
附录1-A2
图25示出“原样的”样品盘1和盘2的图片，以及它们在SpecLab系统上的测量的近似面积。
图26和27提供针对两个样品在各SEY系统上的作为一次电子能量的函数的SEY系数的结果。
评述
对两个SEY测量系统进行交叉检查SEY测量(参见图2和3)。将具有直径为1.3cm的尺寸的盘固定在在最边缘上具有单一螺丝的样品架上，从而使表面损伤最小化。
在一个系统上，在四个随机点上对样品进行测量，而在第二系统上，关注区域如在图1中所示定位。
对于ESCA540 0，使用集电器以确定一次电流，而另一个SpecsLab系统使用正偏压的2mm孔径的法拉第杯。在两种情况中，样品都是负偏压的。将撞击电子的辐射剂量保持低于1E-7C/mm2，从而避免样品的调节。
结果
图25-对于SpecsLab系统来说，S005_Cu_2015.06.01_13mm_disc 1和disc 2作为在指定区域的中心测量之前的两个样品的示出图片(2个点：Cu_d1_p1和Cu_d1_p2)。
Obs：在Esca5400上，在表面上随机选取4个测量点——Cu_d1_p1至p_4。
附录1-A4
结论
两个样品未显示出最大SEY系数的明显分散，其低于暴露于空气的典型洁净平面铜的最大SEY系数。
附录3-A1
Figure GDA0002392334820000241
附录3-A2
评述
图28a示出“原样的”样品(Cu-OFE 120x20x1条带1)，其放置在样品架上并且制备用于在Warm SEY系统上的SEY测量。在6月25日作为651_SEY_XPS_TE_VSC_2015_06_25测量的该样品将会被认为是参考样品。
该条带储存在Al箔中5个月。在该时间之后：1)测量同一试样(图28b中左手边的试样)以用于评估时间储存对SEY系数的影响(670_SEY_XPS_TE_VSC_2015_11_10)；2)将同一条带的不同试样切割并且送至化学车间以用于NGL脱脂(图28b中右手边的试样)。值得一提的是在化学处理之后观察到的颜色差异。在化学清洁之后，对该样品测量SEY(671_SEY_XPS_TE_VSC_2015_11_10)。
图28示出以下的细节：a)用于SEY测量的固定在样品架上的“原样”的样品；b)在储存5个月之后(左手边)和在进行NGL化学脱脂之后(右手边)测量的样品。
对从最初(12x2)cm条带中的一个切下的(2x2)cm试样进行SEY测量(图28a和28b)。将样品固定在在最边缘上的两个点中，从而使表面损伤最小化。
对于Warm SEY系统，通过借助两种不同的6517B Keithley皮安培计(pico-ammeter)同时测量在样品中(Is)和在集电器处(Ic)的电流来确定SEY(δ)。根据以下式计算SEY：
Figure GDA0002392334820000251
样品负偏压为-18V，而集电器正偏压为+45V。将撞击电子的辐射剂量保持低于10- 7C/mm2，从而避免样品的调节。
附录3-A3
结果
图29提供作为跨过每个样品的表面的五个不同点的一次电子能量的函数的SEY，在垂直的x和y方向上，使电子枪与储存的样品(左手边)和在NGL中脱脂的样品(右手边)的样品之间的距离保持恒定。
图29示出——作为在每个样品的5个随机点上的一次能量的函数的Cu_2015.10.11_2x12cm_stored(左)和Cu_2015.10.11_2x12cm_degreased(右)SEY。
为了更好地理解对SEY的化学清洁影响，已经一起绘制两个曲线(图30)。注意，已经将两个样品在测量之前储存5个月。可以清楚地看到脱脂对最大SEY的降低的影响(大约从0.95到0.75)。
图30示出——样品Cu_2015.10.11_2x12cm_stored(红线)和Cu_2015.10.11_2x12cm_degreased(绿线)的SEY比较
附录3-A4
除了SEY测量之外，已经对每个样品进行了XPS分析以确定它们之间的定性和定量的差异(在表面组成方面)。图31示出在两个样品上测量的XPS调查的比较。此外，在图31的下部中包括每种元素(即Cu、O、N和C)更准确的比较。
图31示出——样品Cu_2015.10.11_2x12cm_stored(红线)和Cu_2015.10.11_2x12cm_degreased(绿线)的XPS分析比较。
附录3-A5
表I提供从两个样品的XPS结果中提取的表面相对组成。值得一提的是，在脱脂的样品中测量C1s的减少的数量(即7.8％)。
Figure GDA0002392334820000281
最后，将两个储存的样品的SEY系数与图32中的参考样品(即Cu_2015.06.25_2x12cm_3rd_serie)进行比较。根据这个比较，可以证实在空气中的样品储存的影响，其引起SEY信号的增加(大约从0.8到0.95)。另一方面，在5个月储存之后的样品的清洁明显地改变了SEY曲线的形状，将最大SEY值降低至0.75-0.8。
图32示出——作为三种不同样品的一次能量的函数的SEY系数的演变：参考(蓝线)，储存的(红线)，储存后脱脂的(绿线)。
附录3-A6
结论
·在5个月期间的Cu-OFE样品的储存引起SEY值大约从0.8到0.95的增加。
·甚至当已经将样品储存5个月时，如果通过NGL脱脂方法将其适当地清洁，则SEY系数也明显降低至甚至比在参考样品上测量的值(高达0.75-0.8)低的值。如在图32中所示，SEY曲线的形状变化可能与由于还产生样品颜色变化的化学清洁的表面粗糙度的降低有关。
·在所有情况中，从SEY分散的观点来看，表面是均匀的，并且脱脂样品是具有较高分散的样品。
·在表面组成方面，NGL溶液的使用明显降低了表面中C的浓度。
·总之，可以认为，NGL脱脂过程降低了SEY系数，将其保持在0.8的范围内。这种清洁方法明显降低了样品中C的水平并且引起表面的平滑(如在图28b中所示通过在脱脂之后观察到的不同颜色确认的)，这变为具有位于500eV范围内的最大峰的SEY曲线。
附录4-A1
1.引言
在之前的研究期间视觉上注意到样品制备(使用乙醇的清洁过程)期间LESS样本的颜色变化。颜色变化可能与表面上污垢的移除有关。
1.1研究目标
为了检查粉末材料的可能的脱离，在由Cu-OFE制成的一个LESS样品中进行初步研究。将其切割为暴露于不同清洁过程的5个样本，并且通过光学和电学显微镜研究表面质地上的差异。
1.2关键词
OM，SEM，US
2.方案
2.1样品
如在图33中所示，将样本从Cu-OFE LESS样品切下。
图33示出——以下的视觉观察：a)原样的Cu-OFE LESS样品，b)在切割之后，和c)样本鉴别。
附录4-A2
2.2设备
-用于成像的具有InLens(Secondary Electron)、Evan-Thornley SecondaryElectron(SE2)、和背散射电子(AsB)检测器的扫描电子显微镜(SEM)，场发射枪Feg Sigma(ZEISS)。
-50mm 2X Max EDS检测器(Oxford)，INCA软件。
-数字显微镜KEYENCE VHX 1000
3.实验工作和结果
利用如在表II中总结的多个过程将样本清洁。在样品#4的具体情况中，清洁过程由将碳贴片与样本表面轻微附着并且移除组成。还在高分辨率下观察碳贴片以检查是否存在附着至其表面的粒子。
表II-每个样本的清洁过程
Figure GDA0002392334820000311
3.1在清洁之前和之后的光学观察
在每个样本的相同区域中使用相同的显微镜参数(光、放大倍数、焦点...)在设计的清洁过程之前和之后进行光学显微镜观察。在图2中示出观察的总结。
附录4-A3
图34示出——在清洁之前和之后多个样本的光学显微镜观察的总结。
3.2清洁之后的SEM观察
在与OM观察近似相同的区域中进行SEM观察，并且还观察了参考样品(参见图34)。
还观察了用作粘着表面的碳贴片并且SEM图像在图34中示出。在两个区域之间轻微接触之后，来自LESS表面的粒子(菜花结构)附着至贴片。
附录4-A5
图36示出——在LES表面中观察的特征性菜花可见的情况下的碳贴片表面的SEMSE2图像。
4.观察的总结
·独立于使用时间(1或5min)，经历在乙醇上的超声清洁的样本呈现附着至峰脊的粒子(菜花结构)的减少；
·在用压力空气将样品#3清洁1min的情况中，相对于参考样品，没有观察到明显的变化；
·以相同的方式，在将碳贴片轻微附着至表面(作为清洁过程)的情况中，对样品#4未检测到大幅变化。
·然而，贴片的SEM观察确认容易从样品#4中分离的少量粒子(高达3μm)的存在。

Claims (54)

1.一种降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括：
向所述表面施加激光辐射以在所述表面上产生周期性结构排列，其中
所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射并且所述脉冲的功率密度在0.01TW/cm2至3TW/cm2的范围内；
所述激光辐射的施加使得改变表面(10)的性质，以使得所述表面(10)具有小于1.5的SEY的值；
所述激光脉冲中的至少一些具有少于所述表面(10)的材料的热弛豫时间的持续时间；
所述激光辐射包括在所述表面(10)上具有在1μm至100μm的范围内的焦斑直径的脉冲激光束，并且脉冲辐射具有在10kHz至1MHz的范围内的脉冲重复率，并且所述激光辐射的平均功率在0.3W至20W的范围内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率密度在0.1TW/cm2至3TW/cm2的范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率密度在0.1TW/cm2至2TW/cm2的范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率密度在0.3TW/cm2至2TW/cm2的范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率密度在0.4TW/cm2至1.5TW/cm2的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率密度在0.38TW/cm2至0.6TW/cm2的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率密度在0.16TW/cm2至0.54TW/cm2的范围内。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射的施加使得改变所述表面的性质，以使得所述表面具有小于1.2的SEY的值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面具有小于1.0的SEY的值。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面具有小于或等于0.7的SEY的值。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面具有在0.2至1.0的范围内的SEY的值。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面具有在0.5至1.0的范围内的SEY的值。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面具有在0.3至0.9的范围内的SEY的值。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面具有在0.6至0.8的范围内的SEY的值。
15.根据权利要求8所述的方法，其中所述表面具有等于0.7的SEY的值。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光脉冲的脉冲持续时间在200飞秒(fs)至1000皮秒(ps)的范围内。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述激光脉冲的脉冲持续时间在1ps至100ps的范围内。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述激光脉冲的脉冲持续时间在1ps至50ps的范围内。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述激光脉冲的脉冲持续时间在5ps至500ps的范围内。
20.根据权利要求1所述的方法，其中在所述表面上的所述周期性结构排列包括基本上彼此平行的峰和谷的周期性系列。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述峰在顶部是基本上扁平的或在顶部是圆形的，或在顶部基本上不具有突出或尖锐的区域。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述峰中的至少一些的峰到谷距离、和/或平均的或中位数的峰到谷距离在0.5μm至100μm的范围内。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述峰中的至少一些的峰到谷距离、和/或平均的或中位数的峰到谷距离在20μm至80μm的范围内。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述峰中的至少一些的峰到谷距离、和/或平均的或中位数的峰到谷距离在1μm至60μm的范围内。
25.根据权利要求1所述的方法，其中所述周期性结构排列包括交叉影线排列或基本上不具有交叉影线的峰和谷的基本上平行的线的排列。
26.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括进行激光源跨过所述表面的单次通过以产生所述周期性结构排列。
27.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射包括在所述表面上具有在1μm至50μm的范围内的焦斑直径的脉冲激光束。
28.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射的平均功率在1W至5W的范围内。
29.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射的平均功率在0.1W至1W的范围内。
30.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射的平均功率在0.1W至2W的范围内。
31.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射的平均功率在0.3W至5W的范围内。
32.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射向所述表面的施加包括在所述表面上扫描脉冲激光束，并且所述扫描的扫描速度在1mm/s至200mm/s的范围内。
33.根据权利要求1所述的方法，其中将脉冲激光束在所述表面上的扫描重复2至10次，或者进行一次。
34.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射相对于所述表面的入射角在0至30度或90度至60度的范围内。
35.根据权利要求1所述的方法，其中所述辐射的波长在100nm至2000nm的范围内。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述辐射的波长为528nm或532nm或1030nm或1064nm或1070nm。
37.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射向所述表面的施加使得产生另外的结构，并且所述另外的结构小于所述周期性结构排列的结构。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述另外的结构包括另外的周期性结构。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述周期性结构为波纹。
40.根据权利要求38所述的方法，其中所述周期性结构为纳米波纹。
41.根据权利要求37所述的方法，其中所述另外的结构包括激光诱发的周期性表面结构(LIPPS)。
42.根据权利要求37所述的方法，其中所述另外的结构具有在10nm至1μm的范围内的周期性。
43.根据权利要求37所述的方法，其中所述另外的结构具有在100nm至1μm的范围内的周期性。
44.根据权利要求37所述的方法，其中所述另外的结构覆盖周期性结构阵列的至少一部分和/或在所述周期性结构排列的谷中和/或峰上形成。
45.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面包括金属表面。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述金属表面为铜、铝、不锈钢或钛表面。
47.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面形成下列各项中的至少一种的一部分或者包括下列各项中的至少一种的组件的表面：粒子加速器、光束线、波导、检测器、航天器、真空室。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述波导为r.f.波导。
49.根据权利要求47所述的方法，所述方法包括：
向所述表面施加所述激光辐射以在所述表面上产生所述周期性结构排列，并且之后在装置中安装所述组件；或
向在装置中原位具有所述组件的所述表面施加所述激光辐射。
50.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括使用固态激光器施加所述辐射。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述固态激光器包括Nd:YVO4或Nd:YAG或Yb:YAG或Nd:KGW或Nd:KYW或Yb:KGW或Yb:KYW激光器，或脉冲光纤激光器。
52.根据权利要求51所述的方法，其中所述固态激光器包括Yb、Tm或Nd脉冲光纤激光器。
53.根据权利要求51所述的方法，其中施加所述辐射包括使用所述激光器的工作的基波波长或其第二或第三谐波。
54.根据权利要求1至53中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述激光辐射的施加之后使所述表面脱脂、清洁或平滑中的至少一种，和/或在所述激光辐射的施加之后相对于所述表面进行表面碳减少过程。
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