飛秒激光在銀膜表面誘導(dǎo)亞波長周期條紋的超快成像研究
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【摘要】:飛秒激光照射半導(dǎo)體、電介質(zhì)、金屬,會在其表面誘導(dǎo)形成微納米的周期結(jié)構(gòu)。這種納米結(jié)構(gòu)在吸收與發(fā)光增強、表面著色、表面自清潔、拉曼增強等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,是當前研究的一個熱點問題。飛秒激光誘導(dǎo)形成的周期納米條紋的周期小于入射光波長,且明顯依賴于材料特性與激光參數(shù),其形成機制一直是一個頗有挑戰(zhàn)性的課題。本文采用440 nm空間分辨、亞皮秒時間分辨的泵浦探測成像技術(shù),研究了800 nm飛秒激光脈沖照射銀膜表面后亞波長周期條紋的形成動力學(xué)。分析了1--6個飛秒脈沖照射下銀膜表面條紋結(jié)構(gòu)的演化過程。第一個激光脈沖在薄膜表面誘導(dǎo)凹槽等缺陷結(jié)構(gòu)。第二個激光脈沖照射以后表面開始出現(xiàn)亞波長周期條紋,并且在更多脈沖照射時進行縱向和橫向生長。條紋在50--70 ps以后開始出現(xiàn),隨延遲時間增加不斷加深變長,在演化過程中條紋位置保持不變。形成過程在1000 ps內(nèi)基本結(jié)束。研究結(jié)果表明,飛秒激光在薄膜表面誘導(dǎo)的凹槽等缺陷結(jié)構(gòu)在后面的激光脈沖照射表面過程中激發(fā)了表面等離激元,進而導(dǎo)致的周期性能量沉積在亞波長周期條紋形成過程中起了關(guān)鍵作用。材料表面的熔化導(dǎo)致了之前形成的條紋變淺以及部分消失。
【關(guān)鍵詞】:飛秒激光 泵浦探測成像 亞波長周期條紋 銀膜 表面等離激元
【學(xué)位授予單位】:華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TN249
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 飛秒激光加工的特點10-11
- 1.2 飛秒激光誘導(dǎo)周期條紋的研究進展11-14
- 1.3 利用泵浦探測技術(shù)研究飛秒激光誘導(dǎo)周期條紋過程14-16
- 1.4 激光誘導(dǎo)周期條紋的應(yīng)用16-18
- 1.5 論文的主要內(nèi)容18-20
- 第二章 飛秒激光誘導(dǎo)周期條紋機制的研究20-30
- 2.1 引言20
- 2.2 實驗研究背景20-21
- 2.3 實驗裝置21-22
- 2.4 實驗結(jié)果及討論22-29
- 2.4.1 第一個脈沖照射之后NSRS的時間演化23-24
- 2.4.2 第二個脈沖照射之后NSRS的時間演化24-26
- 2.4.3 第三個脈沖照射之后NSRS的時間演化26-29
- 2.5 本章總結(jié)29-30
- 第三章 數(shù)值模擬30-41
- 3.1 引言30
- 3.2 模擬參數(shù)的確定30-31
- 3.3 模型的建立31
- 3.4 模擬結(jié)果與討論31-39
- 3.4.1 金納米洞陣列31-36
- 3.4.2 衍射環(huán)36-39
- 3.5 本章小結(jié)39-41
- 第四章 總結(jié)與展望41-43
- 4.1 總結(jié)41
- 4.2 進一步展開的工作41-43
- 論文發(fā)表情況43-44
- 參考文獻44-52
- 致謝52-53
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本文編號:392720
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