衍射光柵作為一種核心光學(xué)器件,在光譜分析、太陽(yáng)能電池、石油化工和公共安全等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。目前,傳統(tǒng)的光柵制備工藝存在成本高、靈活度低和工藝繁瑣等缺點(diǎn)。作為一項(xiàng)先進(jìn)的微納加工技術(shù),飛秒激光因其脈沖短、峰值功率大,具有極高的加工精度,非常適合加工光柵類(lèi)的精密結(jié)構(gòu)。目前常見(jiàn)的飛秒激光制備光柵結(jié)構(gòu)的方法中,激光直寫(xiě)法相對(duì)雙光束干涉法和相位掩膜板法,具有高靈活性、低成本、制備迅速等優(yōu)點(diǎn)。因此本文的研究工作圍繞飛秒激光在熔石英玻璃表面直寫(xiě)制備光柵結(jié)構(gòu)展開(kāi),主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究各種激光加工參數(shù)對(duì)微槽的表面形貌、深度和寬度的影響規(guī)律。研究表明:單脈沖能量的降低和掃描速度的提高均會(huì)導(dǎo)致材料去除量的減小,進(jìn)而線(xiàn)槽的深度和寬度降低。通過(guò)多次掃描可以有效解決單次掃描下線(xiàn)槽直線(xiàn)度較差的問(wèn)題,相同的激光工藝參數(shù)下,重復(fù)掃描次數(shù)的提高也會(huì)導(dǎo)致材料去除量的增加,表面質(zhì)量較好的掃描速度區(qū)間隨重復(fù)掃描次數(shù)的提高呈遞增關(guān)系。多次掃描下選擇合適的進(jìn)給量可以進(jìn)一步提高線(xiàn)槽的加工質(zhì)量。(2)在微槽結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上,優(yōu)化大尺度光柵結(jié)構(gòu)直寫(xiě)制備工藝。研究表明:制備周期較小的光柵結(jié)構(gòu)時(shí),將光柵周期變?yōu)閮杀痘蚨?..

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1飛秒激光雙光束干涉實(shí)驗(yàn)裝置

飛秒激光直寫(xiě)制備光柵結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性研究6圖1.1飛秒激光雙光束干涉實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1.1Experimentsetupsoffemtosecondlasertwobeaminterference1.4.2相位掩膜板法相位掩膜板法是在飛秒激光加工光路中放置一塊相位掩膜板，激光通過(guò)....

圖1.2相位掩膜法示意圖

飛秒激光直寫(xiě)制備光柵結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性研究6圖1.1飛秒激光雙光束干涉實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1.1Experimentsetupsoffemtosecondlasertwobeaminterference1.4.2相位掩膜板法相位掩膜板法是在飛秒激光加工光路中放置一塊相位掩膜板，激光通過(guò)....

圖1.3飛秒激光在二氧化硅下方2mm處刻寫(xiě)的光柵結(jié)構(gòu)[31]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文7術(shù)對(duì)加工環(huán)境和加工條件的要求比較低，柔性更高，應(yīng)用前景廣闊。由于飛秒激光的脈寬低、峰值功率高，可以超分辨率加工，擁有更高的加工精度，加工分辨率可以達(dá)到納米級(jí)別，在微納結(jié)構(gòu)加工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。利用激光直寫(xiě)法可以靈活地制備各類(lèi)光柵結(jié)構(gòu)。本課題中，我們采用激光....

圖1.4用透射顯微鏡觀(guān)察衍射光柵[32]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文7術(shù)對(duì)加工環(huán)境和加工條件的要求比較低，柔性更高，應(yīng)用前景廣闊。由于飛秒激光的脈寬低、峰值功率高，可以超分辨率加工，擁有更高的加工精度，加工分辨率可以達(dá)到納米級(jí)別，在微納結(jié)構(gòu)加工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。利用激光直寫(xiě)法可以靈活地制備各類(lèi)光柵結(jié)構(gòu)。本課題中，我們采用激光....

本文編號(hào)：3891439