材料表面亞波長結構的飛秒激光調控研究.pdf

1、隨著全固態(tài)飛秒激光器的普及，人們對激光誘導材料表面周期性結構(LIPSS)的研究進入了新的階段。本論文一方面對飛秒激光在金屬鉬表面調控產生深亞波長量級的條紋結構進行了研究，另一方面對飛秒激光偏振態(tài)對材料表面亞波長量級結構方向的調控進行了研究。具體工作內容如下：
　　 ⑴通過逐漸改變入射激光通量和掃描速度，在金屬鉬表面產生了不同周期的亞波長條紋結構，獲得了激光通量和掃描速度（即脈沖重疊數目）對條紋周期的影響關系。并通過減小激光通量

2、和掃描速度，首次成功在金屬鉬表面誘導產生了周期約為200 nm的深亞波長條紋結構，給出了形成深亞波長條紋結構的物理條件。通過改變入射激光波長，獲得了與中心波長為800 nm時不同的奇特微納米結構，實現(xiàn)了對表面結構形狀的人工調控。
　　 ⑵通過采用半波片來改變飛秒激光的線偏振方向，在金屬鉬表面誘導產生了不同方向的周期性條紋結構，發(fā)現(xiàn)其周期和傾斜角度都隨激光線偏振方向改變的實驗現(xiàn)象:當半波片的旋轉角度在θ=0°、90°、180°附近

3、時所得到的條紋周期比其它旋轉角度時形成的條紋周期小，但條紋方向始終與激光線偏振方向垂直。
　　 ⑶通過采用四分之一波片使入射的線偏振飛秒激光變?yōu)闄E圓偏振態(tài)，然后分別研究它在金屬鉬、銅、半導體硅表面誘導產生周期性條紋結構的情況。研究發(fā)現(xiàn)在這三種材料上條紋結構的周期和傾斜角度隨著激光橢圓偏振態(tài)具有相似的變化趨勢。另外，激光作用區(qū)域的寬度也隨著四分之一波片旋轉角度而改變，當波片旋轉角度為θ=0°、90°、180°時較寬，而當旋轉角度為