本文選題：飛秒激光加工　切入點：光學衍射極限　出處：《物理學報》2017年14期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：藍寶石具有超強硬度及耐腐蝕、耐高溫、在紫外-紅外波段具有良好的透光性等優(yōu)點,在軍工業(yè)以及醫(yī)療器械方面具有廣泛的應用前景.然而這些優(yōu)點又對藍寶石的機械加工或化學腐蝕加工帶來困難.飛秒激光脈沖具有熱損傷小、加工分辨率高、材料選擇廣等特點,被廣泛應用于固體材料改性和高精度三維微納器件加工.本文提出了利用飛秒激光多光子吸收特性在藍寶石表面實現超越光學衍射極限的精細加工.利用聚焦后的波長為343 nm的飛秒激光,配合高精密三維壓電位移臺,實現激光焦點和藍寶石晶體的相對三維移動,在藍寶石晶體襯底上進行精確掃描,得到了線寬約61 nm的納米線,納米線間的最小間距達到142 nm左右.利用等離子體模型解釋了加工得到的納米條紋的產生原因,研究了激光功率、掃描速度對加工分辨率的影響.最終本工作實現了超越光學衍射極限的加工精度,為實現利用飛秒激光對高硬度材料的微納結構制備提供了參考.
[Abstract]:Sapphire with super hardness and corrosion resistance, high temperature resistance, has such advantages as good light transmittance in ultraviolet and infrared wavelengths, and has wide application prospect in the military industrial and medical devices. However, these advantages of sapphire mechanical or chemical etching processing difficult. Femtosecond laser pulse has less thermal damage, processing high resolution, wide material selection and other characteristics, are widely used in solid material modification and high precision three-dimensional micro nano processing. This paper proposes absorption characteristics of fine processing beyond the optical diffraction limit on the sapphire surface using femtosecond laser. Using multiphoton after focusing femtosecond laser wavelength is 343 nm, with a high precision three-dimensional pressure electric displacement, relative movement to achieve three-dimensional laser focus and sapphire crystal, precise scan on sapphire crystal substrate, nanowires have linewidth of about 61 NM The minimum distance between the nanowires, reaching about 142 nm. The plasma model explain the causes of the processed nano stripes, the effects of laser power, influence of scanning speed on machining resolution. Finally the realization of the machining accuracy beyond the optical diffraction limit, for the realization of high hardness materials, micro nano structure preparation provides a reference by femtosecond laser.

【作者單位】： 吉林大學電子科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:61590930,91323301,61435005,21473076)資助的課題~~
【分類號】：TN249;TQ163

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本文編號：1580553