飛秒激光加工最新進(jìn)展-孫曉慧-免費文檔

1、本文檔下載自HYPERLINK /文檔下載網(wǎng)，內(nèi)容可能不完整，您可以點擊以下網(wǎng)址繼續(xù)閱讀或下載：HYPERLINK /doc/7138f2e47608b1ea39b0019b/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b飛秒激光加工最新進(jìn)展_孫曉慧第口目卷第年日口四,期目口招翻田口圈朋峨圈皿,月姍跳硯翻留匆璐盞咖朔鎮(zhèn)娜數(shù)壞瀚蔥蔑繃激光與光電子營進(jìn)展飛秒激光加工最新進(jìn)展孫曉慧“,周常河,余是鰓,“中科院上海光機(jī)所信息光學(xué)實驗室上海上海大學(xué)物理系上海提要綜述了飛秒激光進(jìn)行材料加工的多種機(jī)理和理論主要介紹了飛秒激光對玻璃石英金屬聚合物等各種材料,、加工的最新研究進(jìn)展?fàn)顩r及各方面的應(yīng)用飛秒

2、激光加工是門新興的學(xué)科具有重要的應(yīng)用前景關(guān)健詞飛秒激光。微加工燒蝕非線性吸收批,所川刀夕人儷枷即落擬即沉刀落尸叨泛忑”肌凡藝龍正,幾少吮藝診姍初,刀召長沉健”切規(guī),所濃們列落份凈初咒召祝落勿夕破歡夕瓜功麗丘山誠、,卿習(xí)幾,朋川毗】毛而丘印引言自。使用超短脈沖不僅能夠進(jìn)行表面微小組利用微爆炸理論來解釋飛秒激光在熔融二氧化硅、世紀(jì),年代飛秒激光器加工還能進(jìn)行體內(nèi)微加工琳料透明情況下,石英。、藍(lán)寶石、了迅在美國問世飛秒激光技術(shù)得至猛發(fā)展由于飛秒激光具/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b有很高的峰且加工精度不低于使用。光學(xué)玻璃等透明材料內(nèi)部產(chǎn)生亞微米結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象四準(zhǔn)分子激光所達(dá)到的

3、飛秒激光加工本文綜述了飛值功率脈沖極短等特性已被廣泛應(yīng)用于物理化學(xué)生物學(xué)光電子學(xué)、,所具有的獨特優(yōu)勢引起人們的廣泛關(guān)注使該技術(shù)得到了廣泛發(fā)展期工作如年日本的,秒激光進(jìn)行材料加工的多種機(jī)理和理論,。、早闡述了飛秒激光加工的特點、等領(lǐng)域并得到了飛速的發(fā)展,。年。重點介紹了飛秒激光對玻璃、石英、代以后隨著飛秒針寶石激光器的研制成功,等人首次利用再生放大的欽寶石飛金屬聚合物等各種材料加工最近兩飛秒激光進(jìn)人了加工領(lǐng)域、秒激光成功地在各種玻璃材料內(nèi)寫人光波導(dǎo),年的研究進(jìn)展?fàn)顩r及各方面的應(yīng)用界激光光電、。與傳統(tǒng)的加工用激光器如二氧化碳激光器口哈佛大學(xué)同,領(lǐng)導(dǎo)此后飛秒激光超微細(xì)加工已成為當(dāng)今世二摻欽憶鋁石榴石

4、,的小組利用飛秒激光在各種透明材行業(yè)中一個極為引人。激光器相比由于飛秒激光加料內(nèi)部進(jìn)行高密度三維存儲短短的幾年里,、注目的前沿研究方向,工產(chǎn)生的熱影響區(qū)域非常小能夠得州門對各種材料的飛飛秒激光材料加工的機(jī)理由于飛秒激光具有很高的峰值、到更高的加工精度與準(zhǔn)分子激光器秒激光加工以及飛秒激光在產(chǎn)生光相比雖然準(zhǔn)分子激光器輸出光波長更短但由于它的輻射能被許多透明,波導(dǎo)藕合器光柵光子晶體及進(jìn)/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b行光存儲等方面的應(yīng)用都進(jìn)行了大量的研究對于飛秒激光與各種材料的。、功率可達(dá)出鐘和功率密度、噠材料吸收只能進(jìn)行表面加工且當(dāng)波長又,龍勺與各種材料相互作用時自聚焦現(xiàn)

5、,時,還存在聚焦光學(xué)。作用機(jī)理各不相同且目前尚不清楚年哈佛大學(xué)一一,往往誘發(fā)如多光子效應(yīng)元件表面輻射損傷問題收稿日期一一實驗表明,領(lǐng)導(dǎo)的象、雪崩電離等各種非線性現(xiàn)象飛收到修改稿日期目此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功第卷第,期月年激光與光電子學(xué)進(jìn)展戶硯熟費姍悲撰蹭繪翻燕拼粼探公牛價份份書沂幾署猛叫?！卑绮计唇闇Ｃ爰す馀c各種材料作用的機(jī)理各不相同而且目前尚不十分清楚還處于,內(nèi)溫度的升高產(chǎn)生巨大壓力飛秒激光在各種透明材料內(nèi)的微爆炸現(xiàn)象提供了一種透明材料的內(nèi)部微加工方法、一光招要硯榭翅漂魏忿著敲潤琳艙應(yīng)曰閏口日甲縮模型,是指激光輻照引起密度變應(yīng)力?；瘡亩拐凵渎拾l(fā)生改變探索階段但根據(jù)現(xiàn)有的實驗現(xiàn)

6、象和,釋放模型認(rèn)為折射率的改變是由纖結(jié)果對于各種材料人們提出了各種不同的解釋模型主要有以下幾種情況,年、等人利用、:/doc/7138f2e47608b1ea39b0019br芯中內(nèi)建熱彈應(yīng)力的減小引起的在該方法在各種透明材料泡括熔融石英熔融二氧化硅藍(lán)寶石學(xué)玻璃各種塑料材料等中進(jìn)行高密度三維光存儲提供了一種新的具有亞微米量級存儲單位的光存儲技,、拉光纖時由于光纖纖芯和包層熱膨脹系數(shù)差異使摻鍺的石英纖芯處于一緊張狀態(tài)通過應(yīng)力光學(xué)效應(yīng)瞇彈、效應(yīng)張力使折射率減刁間新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成鉛一錫一氟磷酸鹽玻,闌值模型飛秒激光加工主要是利用飛秒激光對材料的燒蝕作用將飛秒激光聚焦在被加工材料表面或者體內(nèi)產(chǎn)生燒蝕

7、,。研究表明從,術(shù)日飛秒激光的微爆炸現(xiàn)象還可以用于制作如衍射光學(xué)元件光子晶體、。璃在紫外光照射下形成的條紋狀結(jié)構(gòu)是由折射率改變引起的但不存在,連續(xù)波到脈寬幾十個皮秒燒蝕過程是離子雪崩始于內(nèi)部電子范圍內(nèi)離,。該脈沖及光柵等另外利用在微爆炸時產(chǎn)生的條件可以開展高溫高壓研究的微型實驗。玻璃結(jié)構(gòu)的致密化未曝區(qū)折射率減小閉。,燒蝕閩值常常有很大的偏能量在很大范圍內(nèi)均可引起燒,另外對于各種玻璃材料年根據(jù)一,根據(jù)蝕然而飛秒脈沖的燒蝕閡值偏離非對于各種玻璃材料主要有色心模型飛秒激光強(qiáng)度可分三種不同性質(zhì)的常小只有能量密度達(dá)到一定值時才會發(fā)生燒蝕現(xiàn)象燒蝕從一種統(tǒng)計屬,和為,破壞類型同低的激光強(qiáng)度產(chǎn)生正的性轉(zhuǎn)變?yōu)橐?/p>

8、種確定行為,。因此對于,折射率變化哄型、,可用于獲得光因果關(guān)系提出了色心模型閻。波導(dǎo)藕合器中等的強(qiáng)度產(chǎn)生雙折飛秒激光脈/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b沖可以適當(dāng)?shù)乜刂破浼ぴ撃Ｐ偷那疤崾羌僭O(shè)光敏效應(yīng)產(chǎn)生于缺陷處局域電子的激發(fā)紫外光照射率變化類型成空腔哄型,高的強(qiáng)度破壞形可用于產(chǎn)生光子晶。光能流密度使脈沖中心很小區(qū)域的能量超過燒蝕閉值從而得到比焦點還要小的特征結(jié)構(gòu)利用材料具有特。,射下?lián)芥N石英光纖材料中的缺氧鍺缺陷將發(fā)生電離所釋放出的光電子陷落在附近位置上形成新的缺陷中心這種色心缺陷粒子數(shù)的變化將永,體及進(jìn)行光存儲況即類型最近英國,等人研究了中等強(qiáng)度下的情的情況建立了一種

9、雙折。定燒蝕,值的特性還可以克服衍射年就被,極限這一觀點最初在射形成模型間他們采用干涉測量相位步進(jìn)技術(shù)測量飛秒激光輻照后樣品各區(qū)域的相位變化從而得到各區(qū),等人提出秒脈沖得到直徑為為焦點尺寸的他們利用飛的孔約哈佛大學(xué)、久勝地改變光纖的紫外吸收譜色心模型理論在一定范圍里解釋了折射。,嘶。率變化的原因但行,、域的折射率變化情況實驗結(jié)果證實了負(fù)折射率變化及折射率變化符合。微爆炸模型光在熔融二氧化硅,等人分別通過吸收光譜測量以及進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)的小組研究了飛秒激、珍變換發(fā)現(xiàn)得到的折射率變化。對偏振態(tài)的依賴性。石英藍(lán)寶石,、絲果會有兩個數(shù)量級的差異與實醚吉金屬材料威激光中心一,年德國漢諾,光學(xué)玻璃等透明材料內(nèi)部產(chǎn)生

10、的微爆炸現(xiàn)象四除了金剛石外被測偶極模型偶極模型建立在光子等人用激發(fā)電離玻璃內(nèi)的缺陷結(jié)構(gòu)鍺氧空位形成/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b內(nèi)建周期性空間電荷場的基礎(chǔ)上問光電離鍺缺氧心。,的欽寶石激光脈沖對金,試的樣品材料內(nèi)均導(dǎo)致了直徑為亞微米的立體像素、屬材料進(jìn)行燒蝕研究在不同的激光。利用光學(xué)顯微鏡、一、脈寬下對雙溫方程進(jìn)行約化并求得解析解顯示出飛秒激光相對納秒及,衍射特性掃描電鏡顯微鏡峋及原子力,會產(chǎn)生帶正電的自由電子、一、,空穴心和研究分析產(chǎn)生的亞微米結(jié)構(gòu)直徑為表明飛朔電子擴(kuò)散開在鄰近的一皮秒激光在材料加工中的優(yōu)勢年,。處被捕獲形成帶負(fù)電的電子捕獲一。該中心等人繼續(xù)至,秒

11、激光脈沖在透明介質(zhì)中引發(fā)的強(qiáng)空穴捕。研究了欽寶石激光脈寬,烈自聚焦效應(yīng)使激光焦斑小于衍射極限。,獲和,一、電子捕獲形成電的激光脈沖對金屬材料的燒蝕觀察及光學(xué)衍射測量表,偶極子空間距離在幾個埃量級流極化場延伸到多個分子距離,每通壓特性仍從求解雙溫方程人手發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光脈寬時間。明微爆炸形成一個微腔腔周圍是高一個形成的偶極子都會產(chǎn)生靜電直。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于晶格的受熱密度材料微腔結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是由于巨大的壓力使材料從爆炸中心向外而形成微爆炸過程中由于在恒定體積。了時燒蝕時間不依賴于激光脈。,過直流克爾效應(yīng)這些靜電場誘導(dǎo)出的局域折射率改變正比于尸。寬試驗得到金屬銅材料的燒蝕速率與雙溫模型相一致飛秒激光脈沖目此處圖片未

12、下載/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b成功此處圖片未下載成功第卷第年月,期日困目目困目口陽激光與光電子母進(jìn)展砌澎養(yǎng)蕓嗜組租圈爵級明琶黑咨落男叢清況下金屬熱擴(kuò)散所起的作用明顯降低,最近等人發(fā)現(xiàn)在六氟化的氛圍中飛秒激光脈沖照,種優(yōu)秀的微加工光源。本文重點為精密微加工提供了條,硫描述了飛秒激光非線性現(xiàn)象所引件而且無熔融材料產(chǎn)生因而非常穩(wěn)定且可重復(fù)生產(chǎn)和。射硅片表面后原本光滑的表面變成絨狀經(jīng)掃描電鏡觀察到準(zhǔn)有序的錐形微結(jié)構(gòu)陣列而且此時的硅,發(fā)的一系列新的應(yīng)用如在玻璃內(nèi)部寫人光波導(dǎo)藕合器光柵光子晶體微光學(xué)元件等以及利用多、年,、,基于玻爾茲曼方程和費米狄拉克配分函數(shù)提出熱電子爆炸

13、模型來描述金屬材料中的超快形變年,片光電特性也發(fā)生改變,。在光子聚合產(chǎn)生亞微米結(jié)構(gòu)超衍射極限加工方面的進(jìn)展?fàn)顩r各種玻璃材料光波導(dǎo)。的氛圍中經(jīng)飛秒激光脈沖照射后的硅片對紅外光具有很高的吸收。等人綜合雙溫,率這種現(xiàn)象可以解釋為錐形微結(jié)構(gòu)對人射光的多次反射造成的,模型及電子爆炸模式假定單軸應(yīng)變?nèi)S高壓條件下提出一系列相互關(guān)聯(lián)的瞬時熱彈性變形方程,。不年,日本的僅如此硅片經(jīng)飛秒激光脈沖照射后的場致發(fā)射特性也發(fā)生變化。等人首次利用再生放大的欽寶石飛秒激光成功地在各種玻璃如高。在,數(shù)值結(jié)果表明超短激光脈沖燒蝕/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b過程中,其他氣體中飛秒激光照射硅片如在中

14、得到的硅表面形貌與在,硅玻璃硼酸鹽玻璃鈉鈣玻璃及氟化玻璃內(nèi)得到光波導(dǎo)檢測到純,、非熔融態(tài)損傷占支配地位這種非熔融態(tài)損傷的主要動力來源于熱電子爆炸力。凡中的相似但是不具有對紅外硅摻鍺硅玻璃被照區(qū)域折射率增加量、光的高吸收特性和高的場致發(fā)射性能在氛圍內(nèi)飛秒激光照射。為至,。庫侖爆炸模型庫侖爆炸模型最初的提出是針對表面損年日本物理化學(xué)研究所一的硅片后也發(fā)現(xiàn)高的紅外吸收特性等人在光纖纖芯中一傷“,。年,和。分析比較發(fā)現(xiàn)由于硫元素?fù)诫s使硅微結(jié)構(gòu)具有高的紅外光吸收特得到長度為量為。單模光波導(dǎo)利用大規(guī)模分子動力學(xué)模擬研究硅表面的庫侖爆炸結(jié)構(gòu)并檢測到最大的折射率變化飛秒激光放大器通常,性及高的場致發(fā)射性能該小

15、組早在年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。,。年德國等人分析了護(hù)刀,硅材料表具有較低的重復(fù)率大大限制了飛秒微加工的速度此外飛秒放大器價格相對昂貴和復(fù)雜。飛秒激光燒蝕藍(lán)寶石晶態(tài),面形貌的變化在中也觀察到同實驗過程中使用飛行時間質(zhì)譜儀樣的現(xiàn)象年哈,研究離子發(fā)射發(fā)現(xiàn)最凸出的峰為十總的來說各種材料的燒蝕基,佛大學(xué)泊等人直接聚:/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b和十。分析了放射出的陽離子,本都與閡值模型相符合金屬和半導(dǎo)體材料的飛秒加工利用庫侖爆焦未經(jīng)放大的由飛秒激光振蕩器強(qiáng)度對激光能流和激光脈沖數(shù)目輸出的具有納焦能量的飛秒激光脈沖導(dǎo),的依賴關(guān)系及離子動能分布表明炸模型得到了合理的解釋。當(dāng)然至在康寧。玻

16、璃內(nèi)寫人波給出了所寫光波導(dǎo)飛基本的燒蝕過程是由于表面爆炸即庫侖爆炸所引起的。今還沒有一種模型能夠完全解釋飛秒激光與各種材料相互作用的大大提高了加工速度并降低圖。另外該小,系統(tǒng)成本的圖片陰組還對飛秒激光爆炸燒蝕,及機(jī)制和具體的作用過程所以這一,美國等寬帶隙晶體材料進(jìn)行了研究同樣證實了庫侖爆炸的合理性。領(lǐng)域仍需要進(jìn)行大量的理論工作和實驗工作。等人也利用飛秒激光振蕩器輸出的紅外飛秒激光在康寧玻璃年明等人中得到單模藕合器和三維光波的方法來表征得,利用具有納焦能量的飛秒激光脈飛秒激光材料加工近幾年的進(jìn)展?fàn)顩r從年飛秒激光開始用于,導(dǎo)吧并采用沖在硼酸硅玻璃形成丘狀納米結(jié)構(gòu)燒蝕機(jī)理與庫侖爆炸相一致,到的光波導(dǎo)

17、及藕合器的性能測得。被改性區(qū)域的折射率變化年德國耶拿大學(xué)材料加工以來由于其獨特的加。丘狀燒蝕物沒有明顯的熔融和環(huán)等人利用,形凹痕證實了在熔融或汽化之前材料開始離開表面受損部位的橫向尺寸小于聚焦于樣品表面的焦。飛秒激光脈沖在熔融二氧化硅內(nèi)工優(yōu)勢很快得/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b到人們廣泛的關(guān)注獲得耗低于光而言尼亞的,長的光波導(dǎo)得到的損對波長。,年、掀、總結(jié)了飛秒激、的斑大小至倍這與多光子效應(yīng)。,光對金屬玻璃金剛石各種聚合物、并通過控制寫人速度控制年加利福所致的破壞機(jī)理相一致陶瓷等材料的微加工進(jìn)展情波導(dǎo)的模數(shù)目在特殊氣體中的材料加工況從各方面證實了飛秒激光是一,等人利

18、用飛秒激目此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功第卷第年月,期,激光與光電子母進(jìn)展一,習(xí)即光在磷酸鋁玻璃,中次證實了藕合系數(shù)的振蕩性變化和飛秒非線性材料加工藕合模式的變化氦氖激光經(jīng)過后也沒有衍,寫人橢圓形波導(dǎo)發(fā)現(xiàn)與純?nèi)廴诙湫?yīng)出現(xiàn)顯然此時玻璃的折射,氧化硅玻璃現(xiàn)象明顯不同波導(dǎo)在飛秒激光光束焦點的周圍形成而,裝置。率變化可以忽略但是當(dāng)樣品經(jīng)過后烘在顯微鏡下可以明顯觀察到年日本科技株式會社的,。光柵缺陷如色心則在中心焦點區(qū)域而且該區(qū)域的折射率降低。,顏色變化而月隨著后烘時間的增長光柵的顏色越深,最近意等人利長單模,等人首次通過兩束紅外飛秒激光發(fā)生干涉在各種透明的電介質(zhì)材料如藍(lán)寶石單晶二、。另外增加

19、,大利的的/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b玻璃基片得到,玻璃內(nèi)部摻雜銀離子的濃度也可以獲得更高的折射率變化用整形的飛秒脈沖在摻餌和飾氧化硅玻璃等息光柵。上得到表面浮雕全,量。這一現(xiàn)象提供了一種通過后烘光波導(dǎo)沿著飛秒激光光束傳播方向降低束腰的大小同時降低兩束該方法是產(chǎn)生兩束飛秒?？刂谱兓实姆椒ü饷舨Ａд凵渎实摹＜す馊缓蠼?jīng)過普通的聚焦透鏡樣品置于激光焦平面使用低脈沖能量進(jìn)、腰的位置該方法克服了波導(dǎo)固有的不對稱性使所得波導(dǎo)能夠有效地藕合到標(biāo)準(zhǔn)光纖中繃。,。法國巴黎理工行加工脈沖。,可以提高空間分辨率降學(xué)校等人利用再生放大,低加工粗糙度而且不必使用惆啾圖的欽寶石飛秒激光在熔

20、融二氧化是經(jīng)過刀。小時的后烘硅內(nèi)寫人永久性雙折射結(jié)構(gòu)得到線寬一得到的光柵結(jié)構(gòu)光柵的衍射性。拌,周期為林的光能通過氦氖激光的衍射花樣給出柵陽。年新加坡南洋科技大學(xué)光纖,光柵具有有效的等人采用惆啾選頻特性與光纖通信系統(tǒng)易于連圖利用飛秒激光在玻璃內(nèi)部得到光波繃導(dǎo)的圖片【,藕合器一年美國,一等人利用欽寶石飛秒放大器輸出的飛秒激光脈沖分別使純?nèi)廴诙趸韬蛽脚鹗⒉Ａд凵渎试龃笠缓蜁?在純?nèi)廴诙趸?。硅?nèi)部獲得:/doc/7138f2e47608b1ea39b0019br型藕合器美國康寧公司出的納焦飛秒脈沖在等人于圖年首次利用飛秒欽寶石振蕩器輸飛秒激光輻照光敏玻璃后經(jīng)小時的后烘得到的光柵結(jié)構(gòu)及一激光經(jīng)過

21、硅酸硼玻璃內(nèi)加工得到定向藕合該光柵的衍射花樣【繃器卿。年,脈沖放大的飛秒激光通過兩束平行的飛秒激光干涉在銅樣品表面得到周期為日本幾,接且藕合損耗小因此它在頻域中呈現(xiàn)出豐富的傳輸特性并成為光網(wǎng)纖器件的研究熱點。,利用擴(kuò)展式腔飛秒激光器制作了具有不同相互作用長度和禍合系數(shù)的方向藕合器幽。林的光柵圈。最近使用相位掩,通過控制人射,、亞的等人在模技術(shù)與飛秒激光脈沖相結(jié)合可光柵但該方法潛在的問題是飛秒脈沖光譜展寬,脈沖能量的光波導(dǎo),焦點大小及掃描速度光敏玻璃內(nèi)得到光柵結(jié)并調(diào)查了玻璃在溫度胡。以寫人光纖可以制造不同尺寸不同模式結(jié)構(gòu)。構(gòu),為了驗證藕合模式理的藕合器首,之間的后烘時間與折射率變脈沖能量擴(kuò)散到很

22、大面積用。最近加論加工了一系列的具有不同波導(dǎo)間距和作用距離化的關(guān)系該研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)飛秒激,拿大通訊研究中心的一個小組采光照射樣品后顯微鏡觀察無可見欽寶石飛秒激光脈沖與目此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功:/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功第卷第期年月,激光與光電子李進(jìn)展等人首次成功地利用激光在一。一。無零次相位板結(jié)合在摻鍺通信光纖纖芯中寫人高質(zhì)量的反射光柵困。飛秒玻璃內(nèi)部偏硼后發(fā)現(xiàn)在飛秒激光焦點處上述玻,必,璃樣品內(nèi)分別形成了偏硼酸鋇晶體妮酸鏗、實驗中使用的相位掩模板生長出具有單晶結(jié)構(gòu)的晶體。是精確刻蝕的在。波長低量酸

23、鋇倍頻晶體并觀察到人射紅外及欽酸鋇,晶體。隨著輻照零次通過采用飛秒激光獲得光纖光柵具有極高的折射率調(diào)制范圍而且與通過紫外光獲得的光,激光的藍(lán)色倍頻光剛組成是,。樣品玻璃的時間的增長觀察到更加明顯的晶仇,體特征峰飛秒激光經(jīng)顯微物鏡聚焦到樣品微光學(xué)元件年日本物理化學(xué)研究所,柵相比,具有很高的溫度穩(wěn)定性。內(nèi)部發(fā)現(xiàn)激光輻照部分有球形區(qū)折射率變化機(jī)制可能是多光子吸收過程與鍺摻雜有關(guān)調(diào)制光柵幽。域形成并隨時間擴(kuò)大然后變?yōu)楹?亞的等人利用飛理。圖是飛秒值。當(dāng)停止激光輻照時圓形面積。,秒激光在光敏玻璃內(nèi)作了三維微光學(xué)元件陰,制內(nèi)部,激光在光纖纖芯中獲得的折射率有輕微的縮/doc/7138f2e47608b1e

24、a39b0019b小然后保持固定,分析實驗中他認(rèn)為球形區(qū)域的形成是由于聚焦們不僅在玻璃內(nèi)部制作了微型反射鏡還制作了由三個內(nèi)部微型反射鏡組成的光學(xué)回路可以使光束在。,面積內(nèi)轉(zhuǎn),實驗過程中發(fā)現(xiàn)如果對樣,品作退火處理刻蝕表面的粗糙程度會得到很大改善從而也改善了光學(xué)元件的光學(xué)性能激光在,。圖是飛秒玻璃內(nèi)寫人的微例。光學(xué)回路可以使光束傳播方向改變圖飛秒激光在光纖纖芯中光誘導(dǎo)折射率變化圖片兩線間距為,林各種聚合物材料聚合物又稱光學(xué)塑料由于具光存儲年日本,等人首次觀察到紅外飛秒脈沖照射后的氟激光束的壓力波和局部受熱造成的當(dāng)照射分鐘后在焦點附近有晶體產(chǎn)生移動激光束焦點位置。,有很強(qiáng)的可適應(yīng)性和熱穩(wěn)定性在工業(yè)上

25、有十分重要的應(yīng)用因此聚,。錯酸鹽玻璃內(nèi)的永久性光致還原現(xiàn)象護(hù)還原為今該現(xiàn)象提,供了一種具有高存儲密度的三維光存儲方法大學(xué)。年日本大阪,肌等人首次研究了飛秒激光脈沖照射二氧化硅玻璃時對空穴的捕獲及兩空穴的合并現(xiàn)象提供了一種新的可再寫三維光存儲技術(shù)陣,日本大阪大學(xué)叔。,年該掀,等人報道了經(jīng)再生放大的欽寶石飛秒激光照射后晶態(tài)氟化鈣和非圖飛秒激光在玻璃內(nèi)寫入的微光學(xué)回路圖片及光束的輸出可在玻璃樣品內(nèi)連續(xù)地產(chǎn)生頻率合物的精密加工也具有十分重要的意義。晶態(tài)二氧化硅玻璃中空穴的移動現(xiàn)象空穴移動的最大距離為,變換晶體:/doc/7138f2e47608b1ea39b0019bar。最近我國的余口鮑等、,年月,

26、刀雜志,件人研究了飛秒激光脈沖輻照下的硼酸鹽玻璃妮酸鹽玻璃及欽酸鹽報道了日本科學(xué)家使用飛秒激光左右這一現(xiàn)象提供了一種三維可重組光存儲方法,誘發(fā)的雙光子聚合技術(shù)雕刻出了一個。玻璃內(nèi)各種晶體的形成狀況叫手段,。研卿長、林高的立體公牛各種非線性晶體究人員采用研究樣品拉曼光譜的經(jīng)過一定時間的激光輻照像閱。這頭公牛是他們對該項技術(shù)年日本刃,進(jìn)行改良把精確度提高到目此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功第卷,第月期,年激光與光電子母進(jìn)展幅度大小。為了盡可能的使。效應(yīng)最大需要構(gòu)造更加復(fù)雜的晶格以適合光子態(tài)密度最近日本,等人不用雙光子聚合技術(shù)構(gòu)造具有明顯效應(yīng)

27、。的共價鍵型金剛石晶體結(jié)構(gòu)期透射率衰減為效應(yīng)是非常有必要的分析,了所得光子晶體的投射光譜單周表明選擇合,。適的晶格類型對于獲得強(qiáng)的年,德國一等人研究了飛秒激的雙光子聚合現(xiàn)象并利,光誘導(dǎo)無機(jī)有機(jī)混和材料用該技術(shù)得到結(jié)構(gòu)尺寸小于:/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b圖,周期為。的三維微結(jié)是利用雙光子利用雙光子聚合技術(shù)獲得的長。尸高、林的各種姿態(tài)的立體公牛圖像叫構(gòu)和光子晶體閱圖的結(jié)果與此同時他們使用同樣“,的方法已經(jīng)造出了一個納米彈簧”,它能在激光作用下像普通的。金屬彈簧一樣振動,雙光子聚合技術(shù)提供了一種可控制晶格常數(shù)和晶格對稱性實現(xiàn)近紅外和可見光波段光子晶體的簡潔法光子晶體。

28、圖利用。雙光子技術(shù)雕刻的立體公牛像陰光子晶體是折射率在空間具有周期性調(diào)制的介電結(jié)構(gòu)其變化周期和光的波長為同一個數(shù)量級。,圖二 利用雙光子聚合技術(shù)獲得的光子晶體結(jié)構(gòu)的原子力顯微鏡圖片圈玻璃以及樹脂內(nèi)。聚合技術(shù)獲得的光子晶體結(jié)構(gòu)制作金屬掩模板。光子晶體提供了一種全新的控制光子傳播的機(jī)制大學(xué)。得到光子晶體結(jié)構(gòu)測得的光子帶飛秒激光對金屬材料的加工年日本口島隙光譜表明光子禁帶全性圈。的不完膠等人利用飛秒激光年,日本,新加坡南洋科技大學(xué)等人利用飛秒激光對各種金屬薄膜進(jìn)行燒蝕實驗,多光子吸收效應(yīng)能夠在摻鍺二氧化硅玻璃內(nèi)構(gòu)造任意晶格的光子晶體該技術(shù)能夠單獨地為單個原,等人報道了利用多束飛秒激光干涉制作二維光子

29、晶體實驗表明通過改變曝光條件控制周期性結(jié)構(gòu)的特征尺寸團(tuán),。利用金屬金薄膜作為吸收層用飛秒激光直/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b寫的方法制作了以石英為基底的金屬掩模板并將前人射與后人射兩種方案作了比較發(fā)現(xiàn)采用,。子選址網(wǎng)。同年該大學(xué),觀,實驗過程中。等人采用多光束飛秒激光干涉的方法來制作光子晶體得到了一維。,采用不同的干涉角發(fā)現(xiàn)所得結(jié)構(gòu)的周期隨著干涉角的增加而減小,二維和三維的周期性結(jié)僅采用四束光中的的三束進(jìn)行實驗時原本周期性結(jié)構(gòu)柱狀的橫截面變?yōu)闄E圓形而周期相同,前人射的方法能夠得到更小的特征尺寸和好的邊緣質(zhì)量閱。構(gòu)該激光干涉技術(shù)的優(yōu)點在于裝置簡單加工時間短并且可以獲得

30、、。說明金屬掩模板的修正石英基底的金屬鎬掩模板的大體積的周期性結(jié)構(gòu)本山。年日,不改變晶格的情況下可以控制周期性結(jié)構(gòu)的形狀。嚴(yán)格依賴于制作是非常昂貴且很難作到無缺陷的典型的缺陷如在應(yīng)該被去除。等人在石英和的晶格類型及折射率調(diào)制的日此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功此處圖片未下載成功第卷第年月,期,激光與光電子營進(jìn)展,習(xí)的地方殘留有多余的吸收材料缺掃描光學(xué)顯微鏡通過使。中得到的硅表面形貌與在,。中陷的去除必須保證石英基底和鄰近的區(qū)域不被破壞用金屬端口代替光纖孔徑克服了這一缺/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b點獲得納米量

31、級的分辨率年,的相似但是不具有對紅外光的高吸收特性和高的場致發(fā)射性能在。利用飛秒激光可以有效地修補(bǔ)金屬銅掩模板的美國兒。等人將實驗采用缺陷由于吸收材料的燒蝕閡值低于模板基底玻璃保證了掩模板被,技術(shù)與雙光子吸收技術(shù)相玩氛圍內(nèi)飛秒激光照射硅片后也發(fā)現(xiàn)高的紅外吸收特性分析比較。結(jié)合用于平版制版陰一發(fā)現(xiàn)硫元素?fù)诫s使硅微結(jié)構(gòu)具有高的紅外光吸收特性及高的場致發(fā)射性能。,修正的同時基底不受損壞岡且空間分辨率非常高甚至可以實現(xiàn)超,的激光脈沖和廣泛使用的負(fù)性光刻膠。,獲得的衍射極限加工、。目前構(gòu)建的飛秒激空間分辨率工光修正光掩模板工具已在的特殊氣體中的飛秒激光材料加飛秒激光在微加工中的新現(xiàn)總結(jié)飛秒激光加工日益顯

32、示出其獨特性和優(yōu)越性。柏林頓佛蒙特州的掩模制作設(shè)備中運行。本文介紹了飛秒。利用掃描近場光學(xué)顯微鏡象引導(dǎo)各國學(xué)者不斷發(fā)現(xiàn)各種飛秒激光加工的新應(yīng)用最近。激光微加工的各種機(jī)理及對各種材料的加工進(jìn)展和具體應(yīng)用狀況飛秒激光加工不僅能夠獲得常規(guī)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)場技術(shù)由于衍射極限的限制橫向分辨率受到極大的限制從而也限制了納米范圍下的,等人在各種特殊氣體氛圍下研究了飛秒激光對硅片材料照射后的一些變化四研究發(fā)現(xiàn)在凡六。,長脈沖無法比擬的高精度和低損傷而且有越來越多的新奇獨特應(yīng)用被發(fā)現(xiàn)、。,物理化學(xué)特性以及遠(yuǎn)場情況下納米范圍的輸運機(jī)制的研究。:/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b氟化硫的氛圍下飛秒激

33、光脈沖照,除了本文提到的利用對、射硅片表面后硅片原本光滑的表面變成絨狀經(jīng)掃描電鏡觀察到準(zhǔn)材料的局部改性產(chǎn)生光波導(dǎo)藕合器光柵光子晶體和進(jìn)行光存儲、已被證明在研究納米尺寸的各種材料物理化學(xué)性能時是非常有效的。有序的錐形微結(jié)構(gòu)陣列這一現(xiàn)象及飛中該小組于的年在利用飛秒激光輻照硅材料后就曾,等方面的應(yīng)用以及雙光子聚合超衍射極限加工外飛秒激光對材料燒蝕期間產(chǎn)生的高能等離子體還可以淀積獲得優(yōu)質(zhì)薄膜等更多新的應(yīng)用。,、瑞士,盯等利用飛秒相空間激光抽運一探測技術(shù)與結(jié)合提供了一種具有分辨率,觀察到來的。輻照后的硅片光電特性,、的時間分辨率的系,也發(fā)生改變對可見光的吸收由原上升到。采用經(jīng)時間整形的飛秒激。統(tǒng)該系統(tǒng)能

34、夠顯示遠(yuǎn)場無法獲得的物理信息開拓了一種測量納米尺寸結(jié)構(gòu)的載流子動力學(xué)過程的這種現(xiàn)象,光脈沖進(jìn)行材料加工還可以大幅度地改善加工質(zhì)量陰,可以解釋為由錐形微結(jié)構(gòu)對人射目前國內(nèi)外光的多次反射造成的同時在的氛圍經(jīng)飛秒激光脈沖照射后的在飛秒激光加工這一領(lǐng)域均獲得了很大進(jìn)展我國在這方面也開展了大量的研究并取得了一定的成方法中心。年德國漢諾威激光等人首次報道了飛秒,硅片對紅外光也具有很高的吸收對材料進(jìn)行表面改性利用欽寶石飛秒激光三激光脈沖結(jié)合率這為紅外光的探測提供了一種新的材料,果。顯然飛秒激光在材料加工方面,。不僅如此在凡的氛,/doc/7138f2e47608b1ea39b0019b,具有獨特的優(yōu)勢有更多新應(yīng)用在不斷出現(xiàn)相信隨著研究的進(jìn)一步倍頻光寬在金屬鎬層得到線的凹槽團(tuán)得到特征尺寸。,圍下硅片經(jīng)飛秒激光脈沖照射后的場致發(fā)射特性也發(fā)生變化提供了一種簡單的一步制作大功率高、深人,各方面技術(shù)的進(jìn)一步成熟。,小于光波長的結(jié)構(gòu),由于光纖中波。飛秒激光在材料加工方面將發(fā)揮更大的作用導(dǎo)模式的截止只有很少的一部分效率硅基場致發(fā)射陣列。在其他氣光可以通過探針端口無孔徑近場體中飛秒激光照射硅片發(fā)現(xiàn)在,參考文獻(xiàn)習(xí),加,成二漢即日,一芝藝,一由刀爪夕藝口乙藝,以,一側(cè)而山一即一執(zhí)初月才盆理硯月夕亡,一,飛,成、而此