飛秒激光微精細加工理論與實驗研究.pdf

1、該論文對飛秒激光應(yīng)用于微納加工領(lǐng)域進行了部分理論與實驗研究工作.論文的主要內(nèi)容包括:一、采用幾種不同模型實現(xiàn)飛秒激光與金屬、電介質(zhì)以及聚合材料作用過程的描述.對金屬材料,通過數(shù)值分析約化后的雙溫模型,對飛秒激光與金屬材料相互作用過程進行研究,確定了電子與晶格的耦合時間,并與長脈沖情形進行比較,同時又考慮了脈沖串對材料作用結(jié)果的影響;對電介質(zhì)材料,通過飛秒激光在電介質(zhì)內(nèi)傳輸模型的表述,考慮飛秒激光的時空傳輸特性,對等離子體產(chǎn)生過程進行分析

2、以及模型設(shè)計,并與長脈沖情形做了比較.二、從脈沖形狀出發(fā),分析高斯形飛秒激光與燒蝕孔徑橫向尺度的關(guān)系:若用p表示脈沖能量降為脈沖中心峰值能量E<,0>一半時的光束半徑,E<,t>表示材料出現(xiàn)燒蝕時的閾值能量.那么燒蝕孔半徑r與p的關(guān)系為可以表示為:r<'2>=p<'2>(1nE<,o>-1nE<,t>),實驗中采用針孔掃描法探測了所用飛秒激光的光斑形狀.同時采用光束傳輸模型,實現(xiàn)了飛秒激光在透明材料內(nèi)部加工光學(xué)器件的模型設(shè)計,使得飛秒激

3、光加工具有特定參數(shù)的微光學(xué)器件成為可能.三、對飛秒激光加工光學(xué)平臺以及光學(xué)顯微系統(tǒng)進行測試,實現(xiàn)飛秒激光加工平臺的搭建,并對所用飛秒激光器各項參數(shù)對光束質(zhì)量的影響因素進行了測試;為獲得足夠多的實驗信息,采用幾種探測方法實現(xiàn)燒蝕監(jiān)測及焦點橫向定位,提出了適用于加工薄片形透明材料的相干探測方法,實現(xiàn)了焦點縱向定位.四、塑料光纖在降低損耗和提高帶寬方面取得的突破性進展,使得其在寬帶短距離通信網(wǎng)絡(luò)中具有顯著競爭力,相應(yīng)的帶動了塑料光纖相關(guān)微光學(xué)