飞秒激光诱导微纳结构研究.pdf

上海大学
硕士学位论文
飞秒激光诱导微纳结构研究
姓名:杨俊毅
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:马洪良
20080401
摘要飞秒激光因具有独特的超强与超快特性而倍受关注,由于它的脉冲历时很短,使得我们能以较低的脉冲能量获得极高的峰值光强,例如脉宽为率密度。如此高的能量密度几乎可以对所有的材料该鞑牧稀氲继逡及金属材料屑庸ぃ焕贸康姆逯倒β士梢约し⒉牧系乃ü庾樱喙子吸收效应,大大降低了材料的烧蚀阈值。适当调节激光的辐照功率可以使其加工分辨率突破光学衍射极限,提高加工精度。而且飞秒激光可以深入到透明材料内部进行加工,具备加工复杂三维结构的能力,利用飞秒激纳米结构。本文利用高重复频率飞秒激光对灞砻娼蟹眨然后采用扫描电镜、拉曼光谱对辐照后形成的纳米结构进行研究。取得的子快门的串行通讯,实现飞秒激光精密显微加工中对不同厂家硬件的计算照,形成规则的纳米结构,并且这些周期性纳米结构的排列方向垂直于激光的偏振方向。然后在扫线模式下对激光的辐照参数、样品移动速度、扫⒛,可以达到痚墓光的这些特点可以在材料表面或内部制备良好的纳米结构。另一方面,作为重要的宽禁带一Ⅳ族半导体材料,在发光器件、非线性光电器件和红外器件方面有着广泛的应用,一直是人们关注的焦点,尤其是具有规则纳米结构的逶诠庋畔⒋砹煊虻挠τ们熬胺浅?春谩尽管传统的气相法、水热法在特定的条件下也可以得到纳米梳、纳米环、纳米带、纳米线等多种纳米结构,然而利用这些技术很难得到形貌可控的主要成果有:⒒赪谕ㄑ都际酰肴庸て教ā⒌机控制,最终完成了飞秒激光精密微纳加工平台的建立。为了得到足够多的实验参数,对所用加工平台的各项参数进行测试,实现了激光焦斑的纵向定位。⒗,飞秒激光在氧化锌、锡化锌晶体表面辐上海大学硕士学位论文
关键词:飞秒激光、微加工、拉曼光谱、纳米结构线的间距与形成的纳米结构的关系进行探索,最终得出样品以/乃度沿垂直激光的方向移动,扫线间距为跫陆猩枋保媚擅⒍员惹叭颂岢龅母缮婺P汀⒆宰樽澳P汀⒖饴乇P停孕纬赡米结构的机理进行讨论;结合在激光辐照过程中观测到的发光光谱,得出二次谐波在形成纳米结构过程中起着一定的作用。结构效果最好,并利用飞秒激光在样品表面制备出规则的毫米量级的长程纳米光栅。上海大学硕士学位论文
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导师弛壁‰:迹盟竺签名:燃期:丝堕:墨丝原创性声明本论文使用授权说明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑上海大学硕士学位论文
第一章绪论飞秒激光的发展飞秒即千万亿分之一秒,,由于激光的脉冲持续时间为飞秒量级,远物质相互作用,几乎没有能量扩散的影响;另一方面,由于飞秒激光脉冲宽度极⒛【¨,此时,电子受激动力学过程已不能用传统的线性共振吸收解释,强场使电飞秒激光把极高的峰值功率和较低的平均功率完美结合,具有持续时间短、峰值功率大等特点,研究光与物质相互作用过程中的超快现象时具有明显的优势,因此被广泛应用在物理、化学、生物等各个领域上第一台红宝石激光器。他利用红宝石晶体做发光材料,用发光度很高的脉冲氨灯做激发光源,获得了人类有史以来的第一束激光。高峰值功率的输出是激光诞生后,激光技术所追求的目标之一。早期主要十万亿分之一;是以感光胶片作为记录介质,所能分辨量级撩的万亿分之一;比现代的电子采样示波器秒箍烊隽考丁小于材料中受激电子的能量释放时间,激光在极短的时间间隔、极小的区域内与窄,因此它可以在相对较低的脉冲能量下得到极高的峰值功率,例如脉宽为子通过隧道效应而发生电离或直接摆脱原子的束缚,与材料作用时,可能诱发多光子吸收、自聚焦等非线性效应【。激光发明的理论可以追朔到年,爱因斯坦诹孔永论基础上提出:“在物质与辐射场的相互作用中,构成物质的原子或分子可以在光子的激励下产生光子的受激发射或吸收=沂玖耍绻苁棺槌晌镏实脑蚍肿数目按能级的热平衡分布出现反转,就有可能利用受激发射实现光放大<す的产生奠定了理论基础。年拢拦仿瓾.⒚髁耸澜上海大学硕上学位论文
星出月具有盘脉宽的飞秒激光器存美国叭尔实验室诞生通过缩短脉冲宽度来提高激