金屬表面亞波長光柵結(jié)構(gòu)的激光制備及機理研究.pdf

1、由于飛秒激光具有超短的脈沖持續(xù)時間和極高的峰值功率，使得其在材料的微納結(jié)構(gòu)制備以及超快過程的時間分辨研究中有著非常廣泛的應(yīng)用。本論文主要對近紅外超短脈沖激光在金屬表面誘導(dǎo)產(chǎn)生亞波長周期性條紋結(jié)構(gòu)的特性進行了研究，并且通過對金屬鎢、鋁等不同材料表面形成周期性結(jié)構(gòu)的對比分析，探索其中影響條紋結(jié)構(gòu)質(zhì)量的可能原因。另外，我們基于泵浦-探測原理和全息成像方法實驗研究了飛秒激光與金屬及非晶合金作用過程中材料表面光學(xué)性質(zhì)開始發(fā)生瞬態(tài)變化的響應(yīng)時間。主

2、要內(nèi)容安排如下：
　　 (1)利用飛秒激光在金屬鎢表面誘導(dǎo)產(chǎn)生亞波長周期性條紋結(jié)構(gòu)，實驗研究了激光脈沖參數(shù)如能量、個數(shù)、持續(xù)時間等對條紋結(jié)構(gòu)周期和深度的影響關(guān)系，獲得了條紋結(jié)構(gòu)形成所需的窗口條件。隨后，我們通過重點考慮激光作用過程中表面電子的發(fā)射和材料瞬態(tài)光學(xué)特性的變化，在理論上提出了由空氣-等離子體層-金屬組成的“三明治式”物理模型，對實驗結(jié)果進行了合理解釋。
　　 (2)實驗研究了不同偏振態(tài)的入射飛秒激光對金屬表面周

3、期性條紋結(jié)構(gòu)方向的影響，發(fā)現(xiàn)了當入射激光為線偏振時，條紋結(jié)構(gòu)方向始終與激光的電場方向垂直；而當入射激光改變成左(右)旋橢圓偏光時，條紋結(jié)構(gòu)方向隨之發(fā)生順(逆)時針方向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)動最大角度為±45度。
　　 (3)實驗研究了飛秒激光在金屬鋁、銅表面誘導(dǎo)產(chǎn)生亞波長周期性條紋結(jié)構(gòu)的物理現(xiàn)象，并通過對鋁、銅、鎢等三種不同金屬材料物理特性進行對比，探索分析了材料物化性能對表面亞波長量級條紋結(jié)構(gòu)的形成及質(zhì)量的影響。
　　 (4)利用