【摘要】：目前,飛秒激光微納加工技術因其脈沖極短,瞬時功率極高,與材料作用區(qū)域熱效應小的特點在工業(yè)生產和科學研究中得到廣泛應用。但是由于飛秒激光微納加工過程中常用的線偏振光場受到光學衍射極限的限制,在許多應用領域制約了飛秒激光微納加工的精度和加工效率。因此,為了研究實現飛秒激光超分辨、高效率、高可靠性的加工,本文在飛秒激光微納加工技術的理論基礎上結合矢量光場,利用空間光調制技術開展了對飛秒激光矢量光場微納加工技術的理論與實驗研究。首先具體分析并討論了飛秒激光微納加工的特性、機理、應用,概述了矢量光場產生的方法以及利用徑向偏振轉換器產生徑向偏振矢量光場的原理,進一步討論了空間光調制器實現光場調控的原理并結合空間光調制器設計了一種正弦型三元混合濾波器,對矢量光場的特性進行了優(yōu)化,產生了超分辨的光針陣列;最后,搭建了飛秒激光矢量光場微納加工系統實驗平臺,在此基礎上利用超分辨的縱向偏振光針以及光針陣列對氧化石墨烯薄膜和石英玻璃進行了微孔加工,分析了飛秒矢量光場微納加工的性能,主要研究工作如下:(1)提出了一種飛秒激光結合矢量光場的飛秒激光矢量光場微納加工技術,理論分析了飛秒激光加工的特性、機理、應用,概述了矢量光場產生的方法以及利用徑向偏振產生縱向偏振光針的原理,對比分析了線偏振光和矢量光場的緊聚焦特性;(2)基于徑向偏振轉換器搭建了產生徑向偏振矢量光場的光路,研究了空間光調制器實現光場調控的原理并結合空間光調制器設計了正弦型三元混合濾波器,利用粒子群優(yōu)化算法對濾波器進行優(yōu)化,產生了超分辨的光針陣列。在此基礎上搭建了產生縱向偏振矢量光場的實驗光路系統,對系統中的主要器件做了深入分析,在驅動軟件平臺上實現了對矢量光場的調控;(3)在矢量光場實驗光路搭建完備的前提下,設計并搭建了飛秒激光微納加工系統的實驗平臺,完善了飛秒激光矢量光場微納加工系統的實驗光路,并利用獲得的超分辨縱向偏振光針以及光針陣列對氧化石墨烯薄膜進行了微孔加工的實驗,詳細分析了飛秒激光矢量光場微納加工的空間分辨率,加工效率以及影響因素。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG665

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1 陳星;游利兵;尹廣s，

本文編號：2596533