飞秒激光对金属表面的高效率亚波长刻蚀研究

发布时间：2021-03-16 05:31

　　微纳米结构刻蚀技术是实现材料表面功能化再造并拓展其应用的重要基础,也是国际微纳米科学与技术领域内的重要研究课题。随着激光技术的迅猛发展,飞秒激光凭借超短脉宽和超高峰值功率的独特优势已被成功应用于多种材料表面的高精度结构制备和改性,在微光学、微机械和微流体等领域取得了许多创新性进展,目前,飞秒激光微纳刻蚀技术已经成为先进制造和高端制造的重要组成部分。尽管如此,飞秒激光加工过程中依然存在结构精度严格依赖于光束聚焦等问题,这在根本上限制了飞秒激光微纳刻蚀技术的实用化进程。或者说,如何解决高精度与高效率之间的矛盾,已成为飞秒激光微纳刻蚀技术的核心问题,具有极端重要性和现实紧迫性。值得庆幸的是,近年来基于飞秒激光诱导周期表面结构（LIPSS）的亚波长刻蚀技术研究为解决上述问题提供了新思路,这主要是因为该技术不仅能够快速形成亚微米甚至纳米量级的结构,而且几乎不受激光聚焦条件的限制,在高效纳米刻蚀方面具有巨大的应用潜力。不同于传统的光与物质作用过程中材料电子的杂乱热运动,该技术本质上是利用材料表面电子的集体物理响应将入射光斑能量调制为亚波长量级上的空间周期性分布。因为其中涉及光与物质相互作用的诸多复... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

单束线偏振飞秒激光在金属钨、钛、钼、不锈钢、镍和银表面刻蚀形成的亚波长周期条纹结构[33,54,58,64,65]

单束线偏振飞秒激光在金属钨表面刻蚀形成的亚波长条纹结构（左）及其空间周期

不同偏振态（线偏振、径向偏振、角向偏振、椭圆偏振）的飞秒激光在金属镍和铜表面刻蚀形成的亚波长周期条纹结构[70,71]

【参考文献】：
期刊论文
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[2]超表面上表面等离激元波的光栅衍射行为研究[J]. 王雪飞,卢振武,王泰升,鱼卫星.  中国光学. 2018(01)
[3]飞秒激光诱导钛表面形成高空间频率周期条纹结构[J]. 刘凯军,李晓红,王凯,周强,杨永佳,邱荣.  强激光与粒子束. 2017(04)
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[5]高斯光束经衍射光栅的滤波特性研究[J]. 屈文俊,谢卉,胡强高,孙莉萍.  激光技术. 2012(04)
[6]亚波长金属偏振分束光栅设计分析[J]. 赵华君,杨守良,张东,梁康有,程正富,石东平.  物理学报. 2009(09)
[7]亚波长偏振光栅的研究进展[J]. 赵华君,袁代蓉,吴正茂.  激光与光电子学进展. 2008(03)
[8]亚波长金属光栅偏振器设计[J]. 孟凡涛,褚金奎,韩志涛,赵开春.  纳米技术与精密工程. 2007(04)
[9]飞秒激光超精细“冷”加工技术及其应用（续）[J]. 杨建军.  激光与光电子学进展. 2004(04)
[10]飞秒激光超精细“冷”加工技术及其应用（I）[J]. 杨建军.  激光与光电子学进展. 2004(03)



本文编号：3085498