雙脈沖飛秒激光在金屬銅表面誘導(dǎo)新型微納結(jié)構(gòu)的研究.pdf_第1頁
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1、近年來,利用飛秒激光在金屬和半導(dǎo)體等材料表面誘導(dǎo)形成周期性微納結(jié)構(gòu)的研究受到越來越多研究人員的關(guān)注,并且它已在機(jī)械、電子、光學(xué)、能源、化學(xué)催化和生物醫(yī)療等方面得到了廣泛應(yīng)用。截至目前,在大多數(shù)的相關(guān)研究中飛秒激光均是采用單脈沖掃描照射方式,獲得的表面結(jié)構(gòu)也多為一維亞波長(zhǎng)甚至納米量級(jí)的周期性條紋圖案。然而,如何利用雙脈沖飛秒激光與材料作用過程中的相互瞬態(tài)關(guān)聯(lián)特性來探索制備新型多級(jí)微納結(jié)構(gòu),對(duì)于深入探索表面微納結(jié)構(gòu)的物理機(jī)制和滿足實(shí)際應(yīng)用需

2、求等具有重要意義。
  本論文主要應(yīng)用時(shí)間延時(shí)和不同偏振態(tài)的雙脈沖飛秒激光在金屬銅上誘導(dǎo)產(chǎn)生了周期性亞波長(zhǎng)條紋和納米顆粒規(guī)整分布相結(jié)合的新型表面結(jié)構(gòu)。通過一系列實(shí)驗(yàn),分析研究了條紋表面和溝槽內(nèi)周期性分布納米顆粒的形貌特征隨激光參數(shù)的變化規(guī)律,并對(duì)形成物理機(jī)制給出了比較合理的解釋,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)一致。主要內(nèi)容和結(jié)果概括如下:
  1.實(shí)驗(yàn)確定了金屬銅表面產(chǎn)生這種周期性納米顆粒所需的“窗口”工作條件,發(fā)現(xiàn)了線偏光時(shí)間延后圓偏

3、光照射時(shí)形成的效果更好;
  2.研究發(fā)現(xiàn)了周期性納米顆粒的形成與金屬晶向幾乎無關(guān),但顆粒的直徑、空間周期和條紋占空比等隨著入射光功率和兩束光之間的時(shí)間延遲發(fā)生變化。
  3.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,我們?cè)诶碚撋险J(rèn)為納米顆粒的產(chǎn)生與金屬受熱熔化過程中瞬態(tài)液膜產(chǎn)生及其瑞利不穩(wěn)定性有關(guān),并根據(jù)該解釋成功預(yù)測(cè)了雙束線偏光作用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
  總之,本論文首次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了雙脈沖飛秒激光作用下金屬表面形成亞波長(zhǎng)條紋及其表面覆蓋有周期性納

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