２０１６年３月下 飞秒激光诱导金属表面的周期性结构分析 高 扬（长春理：【大学） 【摘 要】随着科学技术的不断发展，激光技术逐渐发展产生了飞秒激光，而在飞秒激光出现之后促进了材料、激光直接的相互作用，使得飞秒 激光诱导金属表面出现新的周期性结构，这中结构的潜在应用价值非常重要，因此急需加大对其研究。本文主要研究飞秒激光的主要特点和具 体应用，飞秒激光诱导金属表面的周期性结构的主要特点以及产生的现象。 【关键词】周期性结构；金属表面；飞秒激光 【中图分类号】ＴＮ２４９ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００６—４２２２（２０１６）０６—０２０５—０１ Ｈｑ百 激光科学不断发展下，产生的最强有力的新工具之一就 ２飞秒激光诱导金属表面的周期性结构的主 要特点以及产生的现象 是飞秒激光，不但具备激光技术的基本特征，还具有超强、超 飞秒激光诱导金属表面产生周期性机构首次提出是在 快的腐蚀过程。且不会对， 近材料产生较大的影响，同时其精 １９６５年的时候．人们普遍认为在金属表面在各种脉冲宽度激 确度可以达到很高的效果。因此将飞秒激光大力的推广应用 光、各种波长激光照射之后，都会普遍形成周期性结构。于是 到各个领域中．将创造出更多的经济价值。 采取实验的方法的进行研究，具体的实验步骤为：将透镜、偏 ｌ飞秒激光的主要特点和具体应用 １．１主要特点 千万亿分之一秒就是飞秒．人们所称的神秘之光就是激 振片、激光器等器材的通光孔设置在同一直线上，使得这些装 置可以接收到激光的照射之后到达金属表面。并在试验的过 程中不断调节透镜的聚焦、调节半波片来控制激光的能量密 光。在发展纳秒激光、皮秒激光、毫秒激光之后，产生了新的激 度、对试验的环境和室温等进行控制，然后在激光烧蚀金属靶 光技术，即飞秒激光。目前人们在实验室中获取到的最短的脉 材的过程中可以通过ＥＳＥＭ来研究其表面的周期性结构 冲激光就是飞秒激光。飞秒激光不但具有高分辨率、超高速、 根据实验可以了解到在烧蚀金属材料时使用静态单激 材料的损伤阙值低于或者是等同于入射激光的能量密度． 峰值功率高、脉冲时间短等与一般激光不同的特点外，飞秒激 光．光以其自身超强、超·陕的特征和长脉冲相比其与物质之间的 都会造成金属表面出现周期性结构。而且是呈条形状的周期 相互作用机制具有明显的不同之处．具体表现为：在物质、飞 秒激光相关作用时。其出现的非线性效应较强：激光的能量能 够被非线性效应快速的沉积到靶材的激光焦斑．加上超快作 用的飞秒激光．在靶材纵深传递脉冲激光沉积能量的时候会 性结构。通常情况下入射激光的参数、能量密度决定了金属表 面的周期性结构的高度、尺寸、形貌等。而且在飞秒激光的烧 蚀下金属表面都会产生周期性结构 ３总结 综上所述．通过对飞秒激光诱导金属表面的周期性结构 缺乏足够的时间，这样基本不会损伤激光焦班周围的靶材；在 激光功率密度相等的情况下．对靶材进行加热时，飞秒激光可 以达到更高的压强、温度的效果【】１。 的深入研究，从中可以了解到飞秒激光具有超强超快等特有 的特征。而且并各领域广泛应用．利用飞秒激光可以使金属表 面出现周期性结构。其脉冲等直接决定了金属表面的周期性 １．２具体应用 冲激光的形式就是将其作为光源利用．而飞秒激光的发展也 首先飞秒激光应用在光学领域中．最直接的应用飞秒脉 结构的形貌等 促进了信息科学、材料、化学、物理等领域的研究转向微观超 快过程，例如半导体相干光谱、飞秒化学等。其次，在微精细加 参考文献 ［１】杨明．飞秒激光诱导硅表面微纳结构研究［Ｄ】．南开大学，２０１４． 『２］Ｚ浩竹，杨丰赫，杨帆，聂美彤，杨建军．飞秒激光在金属钼表面诱 导产生纳米量级周期条纹结构的研究叨．中国激光，２０１５，０１：１０７一ｌ１３． 华中科技大学．２０１３． 工中应用飞秒激光。在加工材料时应用飞秒激光，由于周围材 料在热效应的影响下发生变化。对加工的精度造成了影响，而 有或者很小的加工孔径熔融区内．飞秒激光可以微机械加工、 Ｄ】． 飞秒激光以其自身的特性可以减少这种影响．例如在几乎没 ［３】张靖宇．飞秒激光扫描技术制备纳米光栅结构及光学特性研究【雕刻生物组织、透明材料内部、半导体等多种材料；而在在切 割时使用飞秒激光，其产生的热传递几乎没有。最后在医学诊 疗领域中应用飞秒激光．在金属钻孔上应用飞秒激光能够钻 收稿日期：２０１６—３—１２ 出的最小微孔直径有２００ｒｉｍ．可以先超高输出超短脉冲的效 果，同时不断额外损伤周围的事物。另外在拍摄立体图像的立 体图时使用飞秒激光的脉冲光，其呈现出的立体图像对医学 诊疗具有极大的帮助。例如在研究皮肤内部构造时．可以对准 皮肤射入脉冲光，而皮肤内的结构层会弹回小脉冲光．相观学 者就可以利用各种各样的回波进行研究。另外在农业、减速减 慢等技术领域中也有应用飞秒激光闭 ｊ 蹲
