材料表面亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的飛秒激光調(diào)控研究.pdf

1、隨著全固態(tài)飛秒激光器的普及，人們對(duì)激光誘導(dǎo)材料表面周期性結(jié)構(gòu)(LIPSS)的研究進(jìn)入了新的階段。本論文一方面對(duì)飛秒激光在金屬鉬表面調(diào)控產(chǎn)生深亞波長(zhǎng)量級(jí)的條紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，另一方面對(duì)飛秒激光偏振態(tài)對(duì)材料表面亞波長(zhǎng)量級(jí)結(jié)構(gòu)方向的調(diào)控進(jìn)行了研究。具體工作內(nèi)容如下：
　　 ⑴通過逐漸改變?nèi)肷浼す馔亢蛼呙杷俣龋诮饘巽f表面產(chǎn)生了不同周期的亞波長(zhǎng)條紋結(jié)構(gòu)，獲得了激光通量和掃描速度（即脈沖重疊數(shù)目）對(duì)條紋周期的影響關(guān)系。并通過減小激光通量

2、和掃描速度，首次成功在金屬鉬表面誘導(dǎo)產(chǎn)生了周期約為200 nm的深亞波長(zhǎng)條紋結(jié)構(gòu)，給出了形成深亞波長(zhǎng)條紋結(jié)構(gòu)的物理?xiàng)l件。通過改變?nèi)肷浼す獠ㄩL(zhǎng)，獲得了與中心波長(zhǎng)為800 nm時(shí)不同的奇特微納米結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)表面結(jié)構(gòu)形狀的人工調(diào)控。
　　 ⑵通過采用半波片來改變飛秒激光的線偏振方向，在金屬鉬表面誘導(dǎo)產(chǎn)生了不同方向的周期性條紋結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其周期和傾斜角度都隨激光線偏振方向改變的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:當(dāng)半波片的旋轉(zhuǎn)角度在θ=0°、90°、180°附近

3、時(shí)所得到的條紋周期比其它旋轉(zhuǎn)角度時(shí)形成的條紋周期小，但條紋方向始終與激光線偏振方向垂直。
　　 ⑶通過采用四分之一波片使入射的線偏振飛秒激光變?yōu)闄E圓偏振態(tài)，然后分別研究它在金屬鉬、銅、半導(dǎo)體硅表面誘導(dǎo)產(chǎn)生周期性條紋結(jié)構(gòu)的情況。研究發(fā)現(xiàn)在這三種材料上條紋結(jié)構(gòu)的周期和傾斜角度隨著激光橢圓偏振態(tài)具有相似的變化趨勢(shì)。另外，激光作用區(qū)域的寬度也隨著四分之一波片旋轉(zhuǎn)角度而改變，當(dāng)波片旋轉(zhuǎn)角度為θ=0°、90°、180°時(shí)較寬，而當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度為