【摘要】：近二十年以來,飛秒激光直寫加工技術在聚合物中的應用受到了科研工作者廣泛的關注。相較于車削加工等傳統(tǒng)制作工藝,該技術無論在加工精度還是加工復雜度上都有著巨大的優(yōu)勢。其加工精度已經(jīng)遠超光學衍射極限,并且可以在聚合物材料中制作出任意的三維復雜結構。這是由聚合物的雙光子吸收特性決定的,然而對于硬質材料(例如藍寶石,硅等),飛秒激光直寫技術卻很難進行三維結構的加工。本文中提出了一種新的方法,利用離子束刻蝕(IBE)結合飛秒激光加工技術,完成在硬質材料中三維結構的加工轉寫。這種方法的核心思想是利用飛秒激光加工技術在聚合物中高超的加工工藝,結合離子束刻蝕對加工材料幾乎無局限的特性,從而將聚合物三維結構轉寫到硬質材料中。理論上是可以實現(xiàn)的。為了驗證該方法的可行性,試驗中使用紫外光刻的方法在聚合物材料中制作出掩模圖案,離子束刻蝕之后完成了圖案往硬質材料內的轉寫。在實驗上證明了其可行性。隨后系統(tǒng)詳細的探究了離子束刻蝕的參數(shù)影響,包括離子能量、束流密度等,并解決了一系列的實驗問題,包括光刻膠碳化、表面粗糙和陡直度等問題。之后根據(jù)實驗結果,設計并用飛秒激光器加工出三維掩模結構,結合最優(yōu)參數(shù)進行離子束刻蝕。試驗最終均在在硅和藍寶石中轉寫出預先設計好的三維結構,轉寫后的結構輪廓維持良好,形貌光滑清晰,達到了預期效果。該轉寫方法為材料的加工修飾提供了一種新的手段,無論在理論上還是實驗上都有效且可行。希望本文中提出的轉寫方法能夠為更多的科研工作者提供新的靈感,并改進和完善這一方法,同時由此產(chǎn)生更多的研究成果。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN249

【參考文獻】

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本文編號：2759544