透明介质材料的超快激光微纳加工研究进展

透明介质材料具有高透光性、高耐热性和良好的耐腐蚀性,被广泛应用于航空航天、微电子器件和光学元件等领域,这些应用对透明介质材料微纳加工的精度与质量提出了一定的要求。超快激光具有超高的峰值强度与超短的脉冲持续时间,可突破衍射极限并极小化热影响区,具有出色的加工精度与加工质量,为透明介质材料的微纳尺度加工提供了多样化的手段。综述了透明介质材料的超快激光微纳加工研究进展,包括超快激光加工透明介质材料的内部结构、相关机理和应用领域三个方面,并对透明介质材料的超快激光微纳加工进行了总结与展望。     

用干涉自相关包络宽度测量超短激光脉冲啁啾

为了测量超短激光脉冲啁啾值,提出了一种用2次干涉自相关包络宽度测量啁啾值的简单方法。利用2次干涉自相关包络宽度对啁啾有很高的灵敏度、含有不同啁啾量的超短激光脉冲有不同的包络宽度的特性,通过对高斯型强度分布的线性、平方及立方啁啾的干涉自相关包络函数进行了理论分析,得到包络宽度与啁啾量值之间的对应关系。采用干涉自相关2次谐波检测系统对加浓染料激光器输出的含有啁啾的脉冲进行测量,其干涉自相关包络宽度为1.15,被测超短激光脉冲啁啾为1.0。结果表明,根据含有啁啾的干涉自相关曲线两翼的特征,可判断啁啾阶数,再根据包络宽度与啁啾值的对应关系,可估定啁啾量值;用干涉自相关包络宽度能容易地测量超短激光脉冲的啁啾量值。     

用超快激光飞秒脉冲在细胞内进行外科手术

恰像超快激光的聚焦光束能改变透明无机材料(如玻璃)微观特性那样，超快激光飞秒脉冲也能改变透明有机材料的微观结构，在上述两种情况中，超快激光脉冲使材料烧蚀或解离．其作用时间很短，因而使其在周围材料中所产生的热量最小。     

超快脉冲激光沉积类金刚石膜的研究进展

综述了脉冲沉积(PLD)类金刚石膜(DLC)的优势和局限,对其局限的补偿和突破,以及脉冲沉积法的重要发展方向——超快脉冲激光沉积(Ultra-fast PLD)类金刚石膜(DLC)的研究进展。     

半导体/介质纳米颗粒镶嵌材料的超快激光光谱学

报道了近年来半导体 /介质纳米颗粒镶嵌材料中超快过程的激光光谱学的主要测量方法和技术、探测结果、机理分析和我们的一些见解。     

飞秒激光整形脉冲激发金膜的超快热弛豫特性

在传统双温模型中引入傅里叶热扩散机制,提出了一种时间序列热弛豫模型。数值研究获得了飞秒激光整形脉冲与金膜作用的跨时间尺度(飞秒纳秒)热弛豫特性及温度场时空进化规律,并获得了双温弛豫周期与整形冲间隔的依赖关系。该研究对于澄清飞秒激光与金属作用的超快热弛豫机制,调控飞秒激光微纳加工中的超快加热过程具有重要意义。     

测量超短激光脉冲啁啾阶数及量值的一种新方法

提出了一种测量超短激光脉冲啁啾阶数及量值的新方法。根据二次干涉自相关(IAC)包络比值对啁啾有很高灵敏度的特性,通过对IAC包络比值进行分析计算获得判断啁啾阶数的方法,并得到包络比值中央半宽与啁啾量值间的对应关系。采用IAC二次谐波检测系统对加浓染料激光器输出的脉冲进行测量,结果表明,被测超短激光脉冲含有平方啁啾,啁啾参数为0.80,实现了对超短激光脉冲啁啾阶数及量值测量。     

飞秒激光诱导Si表面周期条纹结构形成的超快成像研究

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。     

载波包络相位稳定的6 fs超快强激光脉冲及其在高次谐波产生中的应用

脉冲宽度40 fs,功率1.1 W的载波包络相位(CEP)稳定的飞秒激光脉冲在充氩气的空芯光纤内由于自相位调制频谱展宽,通过啁啾镜和斜劈补偿色散,最终可获得脉冲宽度为6 fs的载波包络相位稳定的强激光脉冲.将之应用到高次谐波实验中得到了脉冲宽度为500 as的单个阿秒脉冲.     

电阻器激光刻螺线槽槽纹质量分析

本文从评价圆柱状金属膜电阻器激光刻螺线槽槽纹质量, 分析槽纹误差产生的原因, 影响因素及减小路径     

飞秒激光探测超快磁动力学的研究进展

飞秒激光抽运探测在超快磁动力学的研究中有十分广泛的应用.当前在超快磁动力学的研究中,根据抽运光对样品激发方式的不同,主要分为两类:(1)光激发下的磁动力学;(2)磁场激发下的磁动力学.介绍了这两种激发模式下的磁动力学的最新研究进展,并对未来的研究方向进行了展望.     

利用飞秒激光直写技术制备钙钛矿微盘激光器

利用溶液法制备的钙钛矿微/纳米晶虽然可以得到性能良好的微型激光器,但是其所需生长周期较长且缺乏重复性.为了解决这一问题,提出了利用飞秒激光直写技术制备高重复性钙钛矿微盘激光器的新方法.首先使用双源共蒸的方法在石英玻璃衬底上沉积FAPbI3钙钛矿薄膜,然后采用飞秒激光直写技术在FAPbI3钙钛矿薄膜上制备不同直径的微盘激...     

Ultrafast IR Laser Writing of Strong Bragg Gratings Through the Coating of High Ge-Doped Optical Fibers

Strong fiber Bragg gratings were written through the standard polymer coatings of "off-the-shelf" high numerical aperture single-mode optical fibers after a few seconds exposure with femtosecond pulse durations of infrared radiation through a phase mask. While writing through the acrylate coating, we obtained index modulations of up to 1.4 x 10^-3 and 7 x 10^-4 with and without H₂ -loading, respectively.     

基于ZnO可饱和吸收体的超快激光器

ZnO是一种优异的可饱和吸收体(SA),然而它在近红外波段的光吸收性能较弱,限制了其在超快光子学领域的进一步应用.首先采用水浴法制备了 ZnO微球粉末,旋涂到金镜衬底上制备成ZnO-SA,再利用磁控溅射法及热退火在ZnO-SA表面修饰了金纳米颗粒,制备了一种新型的金核壳结构的ZnO-SA.由于金纳米颗粒的表面等离子体吸收效应,将ZnO-SA的调制深度提升至4.07％,非饱和损耗降低至24％.使用这种新型的ZnO-SA成功地提升了调Q激光器的输出特性,同时也构建了稳定的波长为1.55 pm环形腔掺铒光纤锁模激光器,最大平均输出功率为2.67mW,重复频率为3.53 MHz.研究结果表明,这种具有金纳米颗粒修饰的ZnO-SA在制备高性能锁模激光器方面具有巨大的应用潜力.     

激光直按写入工艺的研究

本文介绍了四轴激光直接写入系统,对激光直接在光刻胶上写入图形的工艺进行了研究,讨论了在不同离焦情况下,胶层内光斑的大小和强度分布,采用离焦的方法在光刻胶上刻画了周期为20μm的线光栅和线宽为10μm的分划板,对实验结果进行了分析。     

用飞秒激光研究溶液中激光染料分子的超快弛豫

采用国产元件组装了掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器,获得了脉宽５２ｆｓ的稳定输出,并实现了较高效率的情频,以此为基础发展出一种新的实验方法—飞秒时间分辨受激发射泵浦荧光凹陷探测技术,并用它观察了激光染料ＬＤＳ８２１的超快弛豫过程。     

离焦激光直写光刻工艺研究

采用理论计算和光线追迹分析了激光直写光刻中离焦对写入焦斑光场分布的影响;使用四轴激光直写设备开展了离焦激光直写光刻工艺实验,实验和理论计算及光线追迹的结果吻合得很好。利用离焦激光直写光刻方法制作了光栅和分划版,测得实验结果达到工艺要求。     

193nm准分子激光及超短脉冲激光角膜切削

193nm准分子激光和费秒级超短脉冲激光因其能对角膜进行精确的切削 ,对临近组织造成的损伤很小 ,已经成为屈光手术领域研究的热点。本文首先研究 193nm准分子激光 ,费秒级超短脉冲激光对角膜的切削机理 ,建立激光脉冲参数与角膜组织切削量之间的数学模型并在此基础上对比分析两种激光切削角膜的特征及其在屈光手术领域的应用。