论文部分内容阅读
本论文主要针对飞秒激光在薄膜材料表面诱导产生微纳结构的过程进行研究,具体工作如下: 1)实验研究了飞秒激光对硅基金膜表面的烧蚀过程,给出了激光通量和脉冲重叠数目对金膜表面形貌、破坏面积和阈值的影响规律;同时,采用单个飞秒脉冲在金膜表面形成点状凸起结构,分析认为这是由于飞秒激光在金膜与衬底硅之间造成冲击压强使得物质喷射形成的。 2)研究分析了单束中心波长为800 nm的飞秒激光在铬膜表面诱导产生微纳结构的物理过程,实验获得了排列方向平行和垂直于入射飞秒激光偏振方向的条纹结构,其中前者条纹突起且具有650 nm的空间周期,称为浮雕型Type-C条纹;后者空间周期约为100 nm,称为深亚波长条纹。其中我们重点研究了Type-C条纹结构产生所需的实验形成条件,以及激光参数、薄膜属性和衬底材料等对其影响情况。初步分析认为Type-C条纹结构的形成是由衬底界面反射光场和薄膜中金属颗粒诱导产生的表面等离子体波(SPPs)发生相互干涉所导致。 3)在预制Type-C条纹结构的基础上,我们通过引入第二次扫描激光照射在铬膜表面诱导产生了新型微纳结构。在交叉偏振扫描实验中,我们利用第二次入射的飞秒激光在铬膜表面制备出条纹,点阵二维微结构,并详细描述了该结构的形貌特征和激光参数对其影响情况,发现了Type-C条纹凹槽内点阵结构的空间周期严格依赖于第二次扫描激光的线偏振方向。当第二次扫描激光为纳秒激光时,我们观测到了Type-C条纹结构的热熔化现象。 4)实验研究了飞秒激光在微晶硅薄膜表面诱导微纳结构的过程。在不同激光参数条件下,制备获得了两种不同类型的表面结构:准Type-C条纹和正常条纹(方向与激光偏振态垂直)。随后,我们重点研究了准Type-C条纹产生的实验条件,实验观测发现这种表面结构具有一定的光学吸收增强性能。