飛秒激光掃描技術(shù)制備納米光柵結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性研究.pdf

1、隨著高功率脈沖飛秒激光技術(shù)的迅猛發(fā)展,脈沖飛秒激光加工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,而且已經(jīng)走向了產(chǎn)業(yè)化。飛秒激光與物質(zhì)相互作用具有明顯的優(yōu)勢(shì),如:加工過程非熱熔性、亞微米加工、三維加工、加工材料廣泛等。實(shí)現(xiàn)加工材料表面多種超強(qiáng)特性,如超強(qiáng)的光學(xué)吸收效率,超親水性,超疏水性,超強(qiáng)的電磁輻射,超強(qiáng)的黏附脫附力等,在超高速光通信、新能源、納米科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
　　本文首先綜述了飛秒激光技術(shù)以及激光與物質(zhì)相互作用理論研究的發(fā)展

2、歷程,激光微納加工技術(shù)、研究現(xiàn)狀及潛在應(yīng)用,此外也概述了靜態(tài)飛秒脈沖激光在正入射和斜入射情況下誘導(dǎo)金屬材料表面類光柵結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究。
　　其次本文運(yùn)用動(dòng)態(tài)激光掃描的方式進(jìn)行金屬靶材表面微納光柵的誘導(dǎo)燒蝕實(shí)驗(yàn),深入研究了在入射飛秒激光不同能量密度、不同掃描速度條件下,金屬表面類光柵結(jié)構(gòu)形貌變化特征,并且提出獲得金屬靶材表面均勻大面積微納光柵結(jié)構(gòu)激光參數(shù)的最優(yōu)化方案。研究結(jié)果表明:在近燒蝕閾值能量條件下,掃描速度過快會(huì)造成激光能量不均

3、勻,燒蝕形貌不規(guī)整;掃描速度過慢則會(huì)使得掃描區(qū)沉積的能量密度過高,造成過度燒蝕。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果與靜態(tài)多脈沖燒蝕相比擬。此外本文也對(duì)多束飛秒激光同時(shí)掃描制備的大面積規(guī)整類光柵結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了初步探討。
　　最后本文通過動(dòng)態(tài)掃描激光束刻寫的方式,在入射激光能量高于材料燒蝕閾值條件下刻寫金屬及半導(dǎo)體材料表面形成微米光柵結(jié)構(gòu),針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)刻寫光柵周期及深度與材料表面可見及紫外波段反射率之間的關(guān)系進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)刻寫微