飞秒激光诱导晶体材料偏振依赖性烧蚀特性研究
[Abstract]:Femtosecond laser is a new micro / nano processing method and detection tool. The nonlinear and nonequilibrium state process in the interaction between femtosecond laser and material is gradually revealed. Laser parameters such as pulse duration peak power wavelength and so on have been proved to have great influence on the interaction between femtosecond laser and matter. However, in recent years, the effect of laser polarization direction on material damage has been gradually concerned. In this study, a special phenomenon in femtosecond laser processing of crystal materials has been found and studied. The ablation area oscillates periodically with the direction of laser polarization and the angle between the crystal axis and the laser polarization. The main research work and innovations in this paper are summarized as follows: (1) in the process of femtosecond laser processing of crystal zinc selenide, The ablation area oscillates periodically with the polarization direction of the laser and the angle between the crystal axis of the material (polarization dependent ablation), and the oscillation period is 蟺 / 2. Similar experimental phenomena were observed during the processing of crystalline materials such as magnesium oxide and lithium fluoride. It is shown that polarization dependent ablation is a common phenomenon in crystal materials. (2) polarization dependent ablation occurs only in a specific range of laser flux and increases with the increase of laser flux. Polarization dependent ablation of crystal materials will decrease and tend to disappear. In addition, the band gap of the material significantly regulates the energy range in which polarization dependent ablation occurs, that is, in the wide band gap material, the polarization dependent ablation of the material is restrained in a smaller energy range. However, polarization dependent ablation on narrow gap material can occur in a wide range of energy. (3) polarization dependent ablation in the crystal material is due to the directional dependence of photoionization process caused by reduced electron mass. The Keldysh photoionization theory, which is independent of the collision ionization process, proves that the variation of the small reduced electron mass leads to the great difference in photoionization rate, and it is found that the polarization dependent ablation occurs in the mixed region of photoionization and tunneling ionization. The effect of stimulated luminous flux on polarization dependent ablation is attributed to the competitive process of photoionization and collision ionization. (3) accompanied by polarization dependent ablation, zinc selenide has an interesting staggered grating structure (upper layer: 700 nm / E); Lower level: 150nm, Karabakh E). Based on a series of systematic experimental studies, a possible mechanism for the formation of staggered grating structures induced by multi-mechanism interaction is proposed, that is, the superstructure of large period is first induced by the interaction of incident laser and surface scattering waves. With the formation of the initial surface structure, the second harmonic effect of the material is enhanced and the subwavelength structure of the lower layer is induced. Based on the Drut model of instantaneous electron density, it is found that the LIPSS structure induced by the second harmonic effect on zinc selenide can change from 150 nm to 400 nm, and the possibility of the formation mechanism of interleaved grating is preliminarily verified.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN304;TN249
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 吴明在;孙兆奇;刘艳美;马永青;戴鹏;;简谐晶体高温比热的量子修正[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 孟影;张晓森;汪月琴;;用简并微扰法分析金属晶体中散射波较强情况[J];合肥师范学院学报;2011年06期
3 袁根福;激光加工技术的应用与发展现状[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期
4 李嘉亮,陈益妹;热力学第三定律的一种新的论证方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年01期
5 丁长庚;用近自由电子近似法计算硅的能带[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1995年03期
6 王小范,姚建华,张群莉;激光表面堆焊技术的应用及展望[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
7 徐春鹰;石岩;张宏;;纯Cr粉末激光熔覆层组织分析[J];兵器材料科学与工程;2008年04期
8 岳兰;孟繁新;;沉积温度对纳米ZnO薄膜的结构和光电性能的影响[J];半导体光电;2010年05期
9 顾怀怀;程秀兰;施亮;林昆;;金属纳米晶存储器件数据保持能力建模与验证[J];半导体技术;2008年03期
10 程江;朱世富;赵北君;赵欣;陈宝军;何知宇;杨慧光;孙永强;张羽;;通过退火研究ZnGeP_2晶体中点缺陷与红外透过率的关系[J];半导体技术;2008年S1期
相关会议论文 前10条
1 钟万勰;姚征;张洪武;;界带分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
2 张磊;陆启生;李莉;;组合激光辐照CdS实验与耦合系数测量[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
3 黄均平;;基于能量统一格式的多尺度有限元计算方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
4 张晨;曲远方;单丹;;CeO_2掺杂对BaTiO_3基陶瓷介电性能及微观形貌的影响[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年
5 邱建荣;姜雄伟;朱从善;;飞秒激光诱导玻璃功能微结构[A];2005中国硅酸盐学会特种玻璃分会学术研讨会会议论文集[C];2005年
6 邱建荣;姜雄伟;朱从善;;飞秒激光诱导玻璃功能微结构[A];庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年专辑[C];2005年
7 任菁;徐国跃;顾冰芳;程传伟;罗艳;;热处理温度对硫化物颜料红外发射率的影响[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
8 梁昆;张鹏;;激光切割紫铜板的工艺研究[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
9 杨振忠;马忠良;;基于石墨导热介质的新型LED室内灯具散热系统[A];《室内照明节能与新技术研讨会》论文集[C];2009年
10 王辉明;耿军儒;魏颖;朱红钢;;高压涡轮外支撑环斜深孔激光打孔技术研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
相关博士学位论文 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
5 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
6 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 何丽娟;新型光激放电测量装置研制及典型聚合物PSD谱[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王志坚;装备零件激光再制造成形零件几何特征及成形精度控制研究[D];华南理工大学;2011年
9 王亚珍;基于热力耦合的界面摩擦机理的研究[D];华南理工大学;2010年
10 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 李冲;超导材料性质和半导体表面重构及表面合金性质[D];郑州大学;2010年
2 王志鹏;基于拉曼光谱下的A_2(MoO_4)_3材料热膨胀性研究[D];郑州大学;2010年
3 任菲;汽车缸套激光表面硬化的研究[D];郑州大学;2010年
4 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
5 李倩;钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D];大连理工大学;2010年
6 孟庆轩;气熔比法铝合金薄板激光切割试验及数学模拟[D];大连理工大学;2010年
7 梁晓康;激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D];大连理工大学;2010年
8 马明明;有限宽介观环中持续电流的量子尺寸与梯度无序效应[D];湘潭大学;2010年
9 刘心娟;纳米材料弹性及热稳定性的尺寸效应[D];湘潭大学;2010年
10 陈风;六角氮化硼纳米带的电子输运性质[D];湘潭大学;2010年
本文编号:2177264
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2177264.html