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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 78 毫秒
1.
使用掺镱光子晶体光纤飞秒激光放大系统作为加工光源,利用激光诱导前向转移(LIFT)技术对铜膜进行加工,产生纳米结构。通过控制飞秒激光光源参数,得到不同纳米结构的金属薄膜。在功率较低时,能够得到纳米团簇;随着功率升高,团簇尺寸变大;到达一定功率时,出现纳米线结构。通过实验分析了飞秒激光与材料相互作用时发生的物理过程。利用该机理,对20,40,200nm三种厚度的铜膜在相同实验条件下的实验结果进行比较,获得了产生纳米团簇和纳米线结构薄膜的最佳条件。  相似文献   

2.
微纳米尺度的表面结构在表面工程中有着许多特殊的性能和应用,为了研究飞秒激光制备不锈钢表面微纳结构的机理,基于经典双温模型理论对飞秒激光烧蚀304不锈钢的过程进行了数值模拟计算。经过计算得到了不同激光能量密度、不同烧蚀深度处电子与晶格系统温度的演化规律,确定了飞秒激光单脉冲作用下的烧蚀阈值,通过数值模拟得到飞秒激光烧蚀不锈钢只发生在材料的表面,对内部的材料影响很小。最后使用飞秒激光微纳加工系统在不锈钢表面制备了微纳结构,多边形微孔结构保持了高质量的边缘形貌,在孔的内壁出现了周期性结构。  相似文献   

3.
通过控制飞秒激光脉冲分别在线偏振和角向偏振条件下的入射脉冲个数,在金属钨材料表面获得了周期性亚波长条纹和金属纳米线复合而成的新型微纳米结构。实验结果表明,线偏振激光脉冲诱导形成亚波长表面条纹结构的周期和脊面宽度随脉冲个数的增加而减小;在两种不同偏振情况下,飞秒激光脉冲在样品表面诱导形成的金属纳米线结构随激光脉冲个数的增加逐渐趋于消失,而形成微纳米结构的区域面积随激光脉冲个数逐渐增加而增大,并在飞秒激光脉冲个数为150时趋于不变。  相似文献   

4.
直接在Ti基底表面制备的三维微纳米复合结构TiO_2具有比表面积大、光利用效率高、电荷传输阻抗小的优势。采用飞秒激光对Ti片进行刻蚀制备微米结构,使用H_2O_2在微米结构表面氧化制备纳米多孔TiO_2。该复合方法制备的三维微纳米复合结构TiO_2在紫外波长范围内平均反射率低于5%。光催化降解甲基橙结果显示,飞秒激光制备的微米结构形状和尺寸特征对催化性能有显著影响。该复合结构性质稳定,多次降解循环速率保持不变。飞秒激光化学复合制备的方法可以充分发挥飞秒激光在Ti基底表面超精密、可控制备的优势,对实现金属表面金属氧化物功能材料的制备具有重要意义。  相似文献   

5.
激光诱导偏振依赖纳米结构是一种有效实现纳米图案化的技术,并且一直备受研究者的青睐。利用飞秒激光微加工技术,对6H-SiC晶体表面激光诱导偏振依赖纳米结构特性进行了研究。通过改变入射激光加工偏振态和延迟时间样品表面诱导产生了直径约为150 nm的球形纳米颗粒、椭圆形纳米颗粒和空间周期约为150 nm的高空间频率表面条纹结构。实验结果表明,入射激光偏振特性会直接影响诱导产生的微结构形貌,并且优先入射的飞秒激光对最终产生的表面微结构形貌有决定性作用。初步探讨了偏振依赖纳米结构形成的物理机制,表面等离激元(surface plasmon polariton, SPP)在表面微纳米结构的产生过程中扮演着重要角色,研究结果对激光诱导表面周期结构(laser-induced periodic surface structures, LIPSS)可控制备具有重要意义。  相似文献   

6.
飞秒激光开辟了新的微细加工领域   总被引:1,自引:0,他引:1  
电子、光子和生物医学器件向小型化发展的趋势促进了激光微细加工的发展,而飞秒激光器是适于激光微细加工的最理想工具。飞秒激光脉冲具有制作小至几十纳米特征尺寸图形的加工本领,并能对透明材料进行各种微细加工,如钻孔、切割和形成特殊结构等。  相似文献   

7.
对飞秒激光诱导银纳米布线的加工精度进行研究,并将其应用于微纳器件的加工领域。对飞秒激光与银离子前驱体溶液的相互作用进行了实验,通过对飞秒激光功率、曝光时间、前驱体溶液中表面活性剂种类以及浓度的调控,利用扫描电子显微镜对布线结构进行表征,得到140nm宽的银纳米线。利用飞秒激光制备出一组银微纳图案和微型催化反应器。该研究为银微纳结构图案制备以及复杂衬底上金属功能器件集成提供了新的技术。  相似文献   

8.
研究了光斑重叠率对飞秒激光硅材料表面着色的影响。实验结果表明:飞秒激光在硅材料表面着色是由于在其表面诱导出了周期纳米条纹结构;在飞秒激光功率一定的情况下,较高和较低的光斑重叠率都不能实现着色;在选定激光功率范围内,光斑重叠率越大,呈现的颜色越丰富,着色效率越高。另外反射率的测量结果表明着色后样品在可见光范围内反射率下降了50%左右。得到了飞秒激光硅材料表面着色的参数窗口,为飞秒激光半导体着色的推广提供了技术参考。  相似文献   

9.
近年来飞秒激光技术持续地快速发展,不仅深化着强场物理、超快现象、THz辐射等学科的研究内容,而且也促成了飞秒激光频标测量技术、飞秒激光精密微加工技术、飞秒纳米学、阿秒激光脉冲产生等新学科的出现和重大突破。对于目前飞秒激光所涉及的众多应用研究,通常需要具有特性不同的飞秒脉冲,如强场物理研究突出的是飞秒激光的峰值  相似文献   

10.
正飞秒脉冲激光出现以后,飞秒激光与物质相互作用得到了广泛的研究,出现了许多新现象、利用飞秒激光照射半导体材料表面,形成了周期远小于激光波长的纳米周期结构。建立了飞秒激光超快成像系统,直接观察到了飞秒激光诱导Si表面周期条纹在3 ns时间范围内的演化过程。将一束800 nm、50fs的线偏振飞秒激光分成两束,其中一束照射Si表面诱导产生周期条纹结构;另一束光经透镜会聚至水中产生脉宽约为1 ps的白光,利用此白光作为光源对周期条纹结构成像。改变两光束间的延迟时间,可得到飞秒激光诱导周期条纹结构在不同时间尺度的图像。通过观察发现,当激光脉冲能量大于材料单脉冲烧蚀阈值时,经3个飞秒脉冲照射后,能够产生规则的周期条纹结构,条纹垂直于激光偏振方向,周期约为500 nm。在时间尺度上,800 nm飞秒脉冲照射后,材料表面反射率增强,说明由于飞秒脉冲照射激发了材料表面等离子体的产生。约20 ps后,条纹开始出现;之后随着条纹长度、深度的增加,约70 ps后,能够观察到较清晰的周期条纹;经比较,在飞秒脉冲照射后约600 ps时,周期条纹形状与材料表面凝固后所产生的条纹结构基本相同。这一研究对飞秒激光诱导表面周期结构的形成机理具有重要的意义。  相似文献   

11.
基于猫眼效应的激光主动侦察技术有效地结合了激光技术、成像传感技术和微弱目标的信息处理技术,可实现对远距离微弱目标的主动探测和识别,是光电对抗领域的一项重要技术,其中作用距离是侦察系统的主要参量之一。为了评估激光主动侦察系统的作用距离,以猫眼目标的光学窗口所反射的激光回波功率为基础,分析了影响作用距离的因素,建立了最大作用距离的数学物理模型,数值模拟了发射激光峰值功率、发射激光束散角、大气能见度、探测器灵敏度以及等效反射面离焦量对最大作用距离的影响。结果表明,通过减小发射激光束散角,提高探测器灵敏度可以有效提高系统的作用距离;为满足不同情况的天气需求,可选择不同波长的激光光源。这一结果可用于指导激光主动侦察的系统设计或者作为衡量系统性能的标准。  相似文献   

12.
硅基三维微纳结构在红外成像与探测方面具有重要的应用价值。然而,受加工技术的限制,硅基复杂面型三维微纳结构的制备仍然是一个难题。本文提出了利用刻蚀辅助激光灰度改性技术制备硅基三维微纳结构。利用激光改性制备的硅的氧化层作为刻蚀掩膜,经过刻蚀实现灰度图形向衬底的转移。研究发现,氧化层的抗刻蚀能力可以通过激光加工参数进行调控,例如,激光功率和扫描间距。通过编程化设计的局部调控的抗刻蚀氧化层图形,刻蚀后实现了台阶状、斜面及曲面复杂三维微结构的可控制备。另外,验证了该技术在特殊面型硅基微光学器件制备中的可行性。  相似文献   

13.
冯艳硕  梁密生  卞晓蒙  任光辉  边洪录  祝连庆 《红外与激光工程》2023,52(4):20220522-1-20220522-9
以多元金属纳米薄膜(金、银)为基底,利用飞秒激光加工技术制备得到多元等离子体纳米结构,并研究了其局域表面等离子体共振效应(Local Surface Plasmon Resonance,LSPR)和表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)性能。利用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)软件模拟了不同情况下(单层金膜、金银双层金属薄膜的平面以及阵列结构)的电场分布情况。根据仿真结果,相较于平面金属膜来说,飞秒激光制备的微纳结构阵列附近区域产生电磁场增强,集中在结构边缘处,且其强度变化与预期结果基本保持一致。此外,使用浓度为10-4 M和10-6 M的罗丹明(R6G)溶液进行SERS性能测试。测试的结果表明,单层平面金膜基本没有SERS峰值信号出现,而单层金膜上制备的等离子体纳米结构附近出现峰值信号,双层金属薄膜上制备的等离子体纳米结构展现出更高的SERS峰值信号。多元金属等离子体纳米结构展示出更强的局域表面等离子体共振效应,从而在表面增强拉曼散射、光催化、生物传感等领域具有广泛的应用。  相似文献   

14.
Laser ablation of solid targets in the liquid medium can be realized to fabricate nanostructures with various compositions (metals, alloys, oxides, carbides, hydroxides, etc.) and morphologies (nanoparticles, nanocubes, nanorods, nanocomposites, etc.). At the same time, the post laser irradiation of suspended nanomaterials can be applied to further modify their size, shape, and composition. Such fabrication and modification of nanomaterials in liquid based on laser irradiation has become a rapidly growing field. Compared to other, typically chemical, methods, laser ablation/irradiation in liquid (LAL) is a simple and “green” technique that normally operates in water or organic liquids under ambient conditions. Recently, the LAL has been elaborately developed to prepare a series of nanomaterials with special morphologies, microstructures and phases, and to achieve one‐step formation of various functionalized nanostructures in the pursuit of novel properties and applications in optics, display, detection, and biological fields. The formation mechanisms and synthetic strategies based on LAL are systematically analyzed and the reported nanostructures derived from the unique characteristics of LAL are highlighted along with a review of their applications and future challenges.  相似文献   

15.
用激光辐照硅样品和硅锗合金样品能够形成多种氧化低维纳米结构,可以用激光与半导体相互作用产生的等离子体波模型来解释这些结构的形成机理.其中,在单晶硅上形成的网孔壁结构有很强的706nm波长的光致发光(PL)峰,在硅锗合金上形成的多孔状结构于波长为725nm处有极强的PL峰,在硅锗合金上形成的条形片状结构分别在波长为760nm和866nm处也有较强的PL峰;这些结构表面都覆盖有氧化硅层,在硅锗合金上的氧化硅层中镶嵌有纳米锗品团簇,并用相应的模型解释了这些氧化低维纳米结构的强光致发光效应.  相似文献   

16.
17.
利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积是一种新型的研制纳米结构长度标准传递方法,但仅通过一维和二维形式的仿真不能给出激光驻波场作用下中性原子沉积纳米光栅的全部信息。利用半经典模型,从铬原子在高斯激光驻波场中的运动方程出发,通过四阶Rungo-Kutta法模拟了铬原子在高斯激光驻波场中的三维运动轨迹以及三维沉积条纹结构,并分析了原子束发散、色差和球差等因素对三维运动轨迹及沉积条纹结构的影响。结果表明,利用三维仿真形式模拟高斯激光驻波场中铬原子的运动得到的结果与一维和二维形式下相比可以直观地表现出其较为详细的本质。  相似文献   

18.
Using high‐aspect‐ratio nanostructures fabricated via two‐photon laser‐scanning lithography, we examine the deformation of elastomeric stamps used in soft nanolithography and the fidelity of patterns and replicas made using these stamps. Two‐photon laser‐scanning lithography enables us to systematically regulate the aspect ratio and pattern density of the nanostructures by varying laser‐scanning parameters such as the intensity of the laser beam, the scanning speed, the focal depth inside the resist, and the scanning‐line spacing. Two commercially available stamp/mold materials with different moduli have been investigated. We find that the pattern‐transfer fidelity is strongly affected by the pattern density. In addition, we demonstrate that true three‐dimensional structures can be successfully replicated because of the flexible nature of elastomeric poly(dimethylsiloxane).  相似文献   

19.
Photonic structures found in biological organisms are often startling in their complexity and surprising in their optical function. In this paper we explore whether biologically derived nanostructures can be utilized to form the resonator structures of organic dye doped polymer lasers. Surprisingly, we find that the random nanostructures on the wing of the pomponia imperatoria cicada can support coherent random lasing when covered with a layer of dye doped polymer film. Due to the scattering role of cicada wing nanostructures, the device emits a resonant multimode peak centered at a wavelength of 605 nm with a mode linewidth of <0.55 nm and exhibits a threshold excitation intensity as low as 70.4 mW/cm2. Our results indicate that abundant, naturally occurring biological nanostructures can provide effective platforms for the study of random lasing, and that the laser properties may provide insight into the degree of disorder exhibited by these natural structures.  相似文献   

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