超高时空分辨显微成像技术研究进展

高分辨显微成像技术为人们推开了探索微观世界的大门,而飞秒激光技术又为人们提供了一把探测超快物理/化学现象的尺子.将这两者结合,发展既有超高空间分辨、又有超快时间分辨的新型显微成像技术,对于人们探索极小时空尺度下新的科学现象和规律有非常重要的意义.本文综述了目前国际上主要超高时空分辨显微成像技术的基本原理和特点,并介绍了其在光电材料与器件表征、飞秒激光微加工监测、表面等离激元动力学表征等方面的最新应用进展.超高时空分辨显微成像技术的发展,不仅推动了光学显微成像领域的进步,也为精密加工、二维材料动力学、光电器件设计与表征等领域提供了关键技术手段,具有广阔的应用前景.

激光诱导SiC表面周期性结构特性及其时空成像研究

飞秒激光能够实现高精度、真三维的微纳米级精细加工,激光诱导周期性表面结构(LIPSS)是飞秒激光微纳加工领域研究的热点之一。在LIPSS诱导过程中,泵浦脉冲的参数对条纹结构的形貌特征和周期都会造成影响。针对不同实验条件下的加工工艺的研究,并对加工过程中的瞬态现象进行分析成为该领域内的重要环节。因此,搭建了飞秒加工−成像系统,研究了飞秒激光诱导SiC表面LIPSS的形成特性,分析了泵浦脉冲数量、脉冲功率、激光偏振态对SiC表面LIPSS最终形貌的影响,并基于飞秒泵浦−探测技术对SiC表面LIPSS形成的时空动态过程进行成像。结果发现,在单脉功率1.01 J/cm^(2)条件下,LIPSS结构在第3个脉冲冲击后5 ps时刻开始出现,并随脉冲数量增加逐渐加深。本文对SiC的研究有助于更加深入地了解LIPSS形成的物理机制,优化加工参数,并推动SiC的应用研究。