在自然界中,具備從納米到微米多尺度特征的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)賦予了生物表面獨(dú)特的光學(xué)、力學(xué)、潤(rùn)濕性等性能。通過(guò)仿生學(xué)手段,制備與生物表面具有相似或更加優(yōu)異功能的人造織構(gòu)具有廣闊的應(yīng)用前景,但如何實(shí)現(xiàn)跨尺度表面織構(gòu)的設(shè)計(jì)與高效制造仍然具有挑戰(zhàn)性。飛秒激光加工技術(shù)是最為前沿和最具潛力的微納加工技術(shù)之一,但利用傳統(tǒng)的高斯光束直寫(xiě)加工方式難以形成多樣化、多尺度的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)。因此,本課題從材料表面多尺度微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法出發(fā),旨在利用飛秒激光直寫(xiě)微納加工的優(yōu)點(diǎn),致力于開(kāi)發(fā)一種通過(guò)偏振態(tài)調(diào)控豐富激光誘導(dǎo)形成表面微納結(jié)構(gòu)的多樣性的新工藝,并通過(guò)矢量光束的動(dòng)態(tài)調(diào)控拓展加工的自由度。在矢量光束的基本原理及其描述方法的研究基礎(chǔ)上,利用波片和基于空間緩變結(jié)構(gòu)的超表面偏振轉(zhuǎn)換器的偏振調(diào)制實(shí)現(xiàn)了高階龐加萊球光束與雜化偏振矢量光束,分析了波片級(jí)聯(lián)方式對(duì)偏振的影響及偏振態(tài)的演化規(guī)律�；趯�(duì)標(biāo)量光束和矢量光束的斯托克斯參量測(cè)試,分析了不同偏振態(tài)光束的偏振特性,驗(yàn)證了矢量光束的實(shí)驗(yàn)生成結(jié)果。以單晶SiC材料為研究對(duì)象,對(duì)飛秒激光誘導(dǎo)表面微納結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)其形成過(guò)程中激光與材料的相互作用機(jī)理進(jìn)行了分析。通過(guò)與線偏... 

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 多尺度復(fù)合織構(gòu)及其制備方法
        1.1.2 飛秒激光微納加工技術(shù)
        1.1.3 課題研究的目的和意義
    1.2 矢量光束生成及其微納加工研究現(xiàn)狀
        1.2.1 矢量光束的產(chǎn)生
        1.2.2 矢量光束微納加工
        1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 矢量光束的偏振特性及實(shí)驗(yàn)生成
    2.1 引言
    2.2 偏振態(tài)的描述
        2.2.1 瓊斯矢量和瓊斯矩陣
        2.2.2 斯托克斯參量和龐加萊球
    2.3 矢量光束的產(chǎn)生
        2.3.1 徑向偏振和方位角偏振光束
        2.3.2 雜化偏振矢量光束
        2.3.3 高階龐加萊球光束
    2.4 矢量光束的測(cè)試
        2.4.1 斯托克斯參量測(cè)試原理
        2.4.2 不同偏振態(tài)的斯托克斯參量測(cè)試結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
第3章 飛秒矢量光束微納加工研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)條件
        3.2.1 激光直寫(xiě)微納加工系統(tǒng)
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)樣品及實(shí)驗(yàn)條件
    3.3 單晶碳化硅表面微納米結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律與形成機(jī)制探究
        3.3.1 單晶SiC燒蝕特性分析
        3.3.2 脈沖重疊率對(duì)微納結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.3 偏振態(tài)對(duì)微納結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.4 SiC表面周期性微納結(jié)構(gòu)形成機(jī)制探究
        3.3.5 SiC表面多尺度復(fù)合微納織構(gòu)制備
    3.4 本章小結(jié)
第4章 矢量光束的動(dòng)態(tài)調(diào)控及微納加工
    4.1 引言
    4.2 空間光調(diào)制技術(shù)基本原理
    4.3 理論分析與實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 相位測(cè)量結(jié)果
        4.4.2 斯托克斯參量測(cè)試結(jié)果
    4.5 動(dòng)態(tài)矢量光束的微納加工
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型矢量光場(chǎng)調(diào)控:簡(jiǎn)介、進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 潘岳,丁劍平,王慧田.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
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[3]電子動(dòng)態(tài)調(diào)控超快激光微納制造[J]. 姜瀾,胡潔,王國(guó)燕,孟革,許永達(dá).  中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué). 2016(05)
[4]線性、徑向和環(huán)向偏振飛秒激光誘導(dǎo)非晶合金周期性表面結(jié)構(gòu)（英文）[J]. 李晨,程光華.  光子學(xué)報(bào). 2016(08)
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[6]偏振光斯托克斯參量的測(cè)量和應(yīng)用[J]. 程敏熙,何振江,黃佐華.  紅外與激光工程. 2006(S2)

博士論文
[1]新型4H-SiC紫外雪崩光電探測(cè)器的制備與表征研究[D]. 蔡小龍.南京大學(xué) 2018
[2]飛秒矢量光場(chǎng)空間調(diào)控及其在微納加工中的應(yīng)用[D]. 婁凱.南開(kāi)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]表面功能性微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的飛秒激光加工[D]. 譚旭東.北京理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3732599