金屬表面亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的激光制備及機(jī)理研究.pdf

1、由于飛秒激光具有超短的脈沖持續(xù)時(shí)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(guò)程的時(shí)間分辨研究中有著非常廣泛的應(yīng)用。本論文主要對(duì)近紅外超短脈沖激光在金屬表面誘導(dǎo)產(chǎn)生亞波長(zhǎng)周期性條紋結(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行了研究，并且通過(guò)對(duì)金屬鎢、鋁等不同材料表面形成周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)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(cè)原理和全息成像方法實(shí)驗(yàn)研究了飛秒激光與金屬及非晶合金作用過(guò)程中材料表面光學(xué)性質(zhì)開(kāi)始發(fā)生瞬態(tài)變化的響應(yīng)時(shí)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(zhǎng)周期性條紋結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)研究了激光脈沖參數(shù)如能量、個(gè)數(shù)、持續(xù)時(shí)間等對(duì)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(guò)重點(diǎn)考慮激光作用過(guò)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了合理解釋。
　　 (2)實(shí)驗(yàn)研究了不同偏振態(tài)的入射飛秒激光對(duì)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(dāng)入射激光為線偏振時(shí)，條紋結(jié)構(gòu)方向始終與激光的電場(chǎng)方向垂直；而當(dāng)入射激光改變成左(右)旋橢圓偏光時(shí)，條紋結(jié)構(gòu)方向隨之發(fā)生順(逆)時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)動(dòng)最大角度為±45度。
　　 (3)實(shí)驗(yàn)研究了飛秒激光在金屬鋁、銅表面誘導(dǎo)產(chǎn)生亞波長(zhǎng)周期性條紋結(jié)構(gòu)的物理現(xiàn)象，并通過(guò)對(duì)鋁、銅、鎢等三種不同金屬材料物理特性進(jìn)行對(duì)比，探索分析了材料物化性能對(duì)表面亞波長(zhǎng)量級(jí)條紋結(jié)構(gòu)的形成及質(zhì)量的影響。
　　 (4)利用