飞秒激光在透明体材料中诱导光功能微结构

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飞秒激光由于其超强、超快的特点而倍受瞩目。它的每一个脉冲历时很短导致非常高的能量密度,如此之高的能量密度几乎可以对所有的材料进行加工,目前已在透明材料、半导体和金属上实现了高精度微加工;另外,用非线性效应可以将激光聚焦到小于衍射极限的尺寸,利用这种方法可以制成纳米结构的材料;又由于其良好的相干性,可以实现全息光刻。另一方面,金属纳米粒子的小尺寸效应也是关注的焦点,尤其当激发波长接近金属纳米粒子等离子体共振吸收峰时,金属纳米粒子将产生增强的光学非线性,在光学信息处理等领域的应用前景非常看好,但传统方法制备的纳米粒子很难实现在基质材料中空间选择性析出。本文中,使用飞秒激光诱导辅以热处理的方法,成功构建了含银纳米粒子的各种周期性微结构,此外,使用单个飞秒激光脉冲相干诱导在玻璃介质上制备了表面浮雕微光栅。这为制备光电集成纳米结构器件提供了一条新的途径。最后,我们研究了两种微结构的衍射特性。  主要研究工作:  1.使用飞秒激光直扫并辅以热处理在掺杂银离子的玻璃介质中实现了银纳米粒子的空间选择性析出  使用飞秒激光直扫含Ag离子的玻璃介质和后续的热处理,实现了Ag纳米粒子的空间选择性析出,并通过改变激光诱导条件制备了不同周期、不同沉积深度的含Ag纳米粒子的周期性结构。  2.使用飞秒激光脉冲双光束相干诱导方法在玻璃介质上制备周期性微结构。  3.两种微结构衍射特性研究  对于飞秒激光直扫辅以热处理诱导的含Ag纳米粒子的光栅,按照相位光栅衍射效率和折射率变化量关系,得到折射率变化量~10-4。
其他文献
本文以脉冲激光烧蚀(PulsedLaserAblation,PLA)等离子体为主要研究对象,通过对PLA等离子体光谱的测量分析,考察PLA等离子体的时空演变,了解纳秒和飞秒PLA等离子体的若干特性,探讨