飞秒激光脉冲序列可控制备表面微纳多级结构及其表面拉曼增强特性研究

发布时间：2021-08-03 08:15

　　飞秒超快激光加工技术近年来在各领域得到广泛研究,而飞秒激光脉冲序列加工技术的出现与发展,为使用飞秒超快脉冲激光进行精密、三维的微纳结构制造提供了新的有效工具,材料的加工也实现了高质量和高效率。基于本课题组提出的人为调控材料表面和内部局部瞬时电子动态的思想,我们使用飞秒超快激光脉冲序列对材料进行加工,通过调节子脉冲个数、子脉冲能量比等重要的脉冲序列参数,实现了对电子激发/电离过程的人为调控,进而控制后续材料的相变过程和光致还原反应过程。本论文在前人的研究基础上,使用基于脉冲序列设计的飞秒激光双脉冲,制备了三种大面积的、均匀的、高灵敏度的硅表面增强拉曼散射基底。本课题的主要研究工作和主要创新点总结如下:（1）采用基于脉冲整形器产生的时域整形的线偏振飞秒激光双脉冲在水和硝酸银溶液中,通过改变线偏振激光的偏振方向,两步法加工基于纳米柱的高灵敏度的硅表面增强拉曼散射基底,当脉冲延时为1000 fs时,得到了合适的烧蚀深度和银纳米粒子粒径,该基底的拉曼增强因子最大达到1.1×109。并从实验和理论两个方面,比较了纳米柱和表面周期性微纳结构,证明了基于纳米柱微纳结构的基底在增强拉曼散射方面的优势。（... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 飞秒激光
        1.1.2 飞秒激光微纳加工及微结构
        1.1.3 表面增强拉曼散射
    1.2 课题意义及前人工作
        1.2.1 课题意义
        1.2.2 前人工作
    1.3 本课题的研究内容
第2章 飞秒超快脉冲激光与材料的相互作用机理
    2.1 飞秒激光与材料相互作用的机理
    2.2 飞秒激光各加工参数的影响
    2.3 本章小结
第3章 实验加工系统及检测设备
    3.1 基于脉冲整形器的双脉冲发生装置
    3.2 基于迈克尔逊干涉仪的双脉冲发生装置
    3.3 光路系统
    3.4 机械移动平台
    3.5 观测工具
        3.5.1 光学显微镜
        3.5.2 扫描电子显微镜
        3.5.3 显微共焦激光拉曼光谱仪
        3.5.4 激光扫描拉曼显微镜
    3.6 本章小结
第4章 飞秒激光两步法加工基于纳米柱的拉曼增强基底
    4.1 飞秒激光双脉冲两步法加工以硅纳米柱为基底的拉曼增强基底
    4.2 基于纳米柱和周期性结构的两种拉曼增强基底的比较
    4.3 本章小结
第5章 飞秒激光加工的两种硅表面增强拉曼散射基底
    5.1 圆偏振飞秒激光诱导加工各种材料表面微纳结构
    5.2 圆偏振飞秒激光诱导加工硅样品表面微纳结构的参数研究
    5.3 圆偏振飞秒激光一步法制备表面增强拉曼散射基底
    5.4 基于银纳米片层的表面增强拉曼散射基底的制备
    5.5 本章小结
参考文献
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢



本文编号：3319274