飞秒激光诱导钛表面形成高空间频率周期条纹结构

利用波长为800nm的飞秒激光,在空气和去离子水中诱导钛表面形成不同的周期条纹结构。在空气中,激光能量密度为0.265J/cm^2时,钛表面主要形成周期为500~560nm低空间频率条纹结构;激光能量密度为0.102J/cm^2时,主要形成的是周期为220~340nm高空间频率条纹结构。两种条纹均垂直于入射激光偏振方向,且条纹周期随着脉冲重叠数的增大而增大。在水中,除形成垂直激光偏振方向、周期为215~250nm的高空间频率条纹结构,还形成了平行于激光偏振方向且周期约为入射激光波长八分之一的高空间频率条纹结构。利用表面等离子体理论、二次谐波及Sipe理论对各种周期条纹结构的形成机理进行分析,发现周期条纹结构的形成与钛表面氧化层有密切的关系。

非柱对称飞秒矢量光在钨表面制备弧形周期条纹结构

将两个相位光栅分别作为分束和合束元件,生成了偏振态连续变化的非柱对称飞秒矢量光束。通过调节合束相位光栅的波矢方向,即可实现标量光到矢量光的转变,以及矢量光偏振态的调节。利用非柱对称飞秒矢量光在金属钨表面制备了由弧形条纹组成的二维周期性结构,在相邻弧形条纹偏移量(水平方向的周期)保持560 nm不变的情况下,通过调节飞秒矢量光的偏振态分布,可使弧形条纹的底长(竖直方向的周期)逐渐减小至4μm。微区反射谱测量表明:弧形周期条纹的存在明显减小了可见至近红外波段的反射率,且反射率随弧形条纹底长的减小而增大。飞秒激光的辐照没有改变金属钨表面的物质组分,因此,反射率的改变完全是由钨表面的二维周期性结构导致的。

飞秒激光烧蚀Ag膜的研究

研究飞秒激光烧蚀Ag膜表面,采用扫描电镜(SEM)观测其表面烧蚀形貌,发现烧蚀点大致分为3个区域,烧蚀面积随着脉冲能量的增大而增大,脉冲数的增加而增大,但当脉冲数达到一定值后烧蚀面积变化不大。改变脉冲数在烧蚀点得到了周期为650和150nm的长短周期条纹结构。根据烧蚀区域面积与脉冲能量的关系算出单脉冲与多脉冲的烧蚀阈值,Ag膜的单脉冲烧蚀阈值为0.189J/cm2。通过烧蚀点的累计能量和激光脉冲个数计算出Ag膜的多脉冲累计因子s=0.785。