金属微结构表面增强激光诱导击穿光谱的强度与稳定性 被引量：1

1

作者 祁言兵 汤家原 +1 位作者 姜蒙恩 周卫东 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期10-16,共7页

在金属铝表面用飞秒激光分别刻蚀了四种形状的微结构,对比分析了周期不同的矩形、圆形、三角形和六边形微结构对沉积在其表面Cr元素水溶液的表面增强激光诱导击穿光谱(LIBS)光谱强度和稳定性的影响。研究结果表明微结构的周期越小,光谱... 在金属铝表面用飞秒激光分别刻蚀了四种形状的微结构,对比分析了周期不同的矩形、圆形、三角形和六边形微结构对沉积在其表面Cr元素水溶液的表面增强激光诱导击穿光谱(LIBS)光谱强度和稳定性的影响。研究结果表明微结构的周期越小,光谱增强效果越显著,其中矩形微结构在相同周期下表现出最优光谱增强效果,相比于未处理的金属铝,其光谱强度增强了4倍左右。此外,六边形微结构的光谱稳定性最佳,具有良好的可重复性。研究结果为今后采用表面增强LIBS法检测水溶液中的重金属元素提供了一种可行的基底制备方法。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 表面增强 微结构 飞秒激光 稳定性

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纳秒激光诱导聚酰亚胺薄膜周期性结构的产生 被引量：4

2

作者 林素颖 廖小杰 韩冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期94-100,共7页

采用波长为355 nm、脉宽为7 ns、重复频率为1 Hz的线性偏振激光在聚酰亚胺薄膜表面制备了微米量级的周期性表面结构,并讨论了激光参数对条纹形貌的影响。实验发现,周期性结构的产生存在一定的能量密度阈值和脉冲个数阈值,当激光能量密... 采用波长为355 nm、脉宽为7 ns、重复频率为1 Hz的线性偏振激光在聚酰亚胺薄膜表面制备了微米量级的周期性表面结构,并讨论了激光参数对条纹形貌的影响。实验发现,周期性结构的产生存在一定的能量密度阈值和脉冲个数阈值,当激光能量密度范围在54~586 mJ/cm^(2),脉冲个数在1~50时,能在聚合物薄膜表面产生周期为4~6.65μm的规整条纹结构。在保持激光能量密度不变的情况下,增加脉冲个数,或者保持脉冲个数不变,增大入射到材料表面的激光能量密度,都能引起条纹周期增大,并且根据实验结果,随着脉冲个数的增加,烧蚀坑的深度增加,LIPSS能持续出现在坑底。此外,为分析周期性结构形成的可能原因,通过对热传导模型的建立讨论了当周期性结构形成时材料历经的物理状态。文中的相关研究结果对基于LIPSS实现的材料表面润湿性、摩擦力学、光学特性的改善提供了一定的研究基础。 展开更多

关键词 激光诱导表面周期性结构 聚合物薄膜 纳秒激光 表面改性

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用可见激光在聚(氨酯-酰亚胺)表面制备周期性亚微米结构

3

作者 李梅 路庆华 +3 位作者 隋郁 李刚 钱昱 王宗光 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1992-1995,共4页

由于含有偶氮苯染料侧基 ,聚 (氨酯 -酰亚胺 ) (PUI)对 5 3 2 nm的光具有较强的吸收 .采用该波长的可见偏振脉冲激光 (Nd∶ YAG激光器的倍频输出 ) ,在 PUI薄膜表面制备了激光诱导周期性表面微结构(LIPSS) .研究了染料引入方式以及染料... 由于含有偶氮苯染料侧基 ,聚 (氨酯 -酰亚胺 ) (PUI)对 5 3 2 nm的光具有较强的吸收 .采用该波长的可见偏振脉冲激光 (Nd∶ YAG激光器的倍频输出 ) ,在 PUI薄膜表面制备了激光诱导周期性表面微结构(LIPSS) .研究了染料引入方式以及染料侧基含量对微结构形成过程的影响 ,讨论了入射角、激光脉冲数、激光脉宽等激光辐射条件对 LIPSS形成过程以及对微结构形貌和周期性的影响 . 展开更多

关键词 周期性亚微米结构 激光诱导周期性表面微结构 聚(氨酯-酰亚胺) 可见激光

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飞秒激光诱导钛表面形成高空间频率周期条纹结构 被引量：2

4

作者 刘凯军 李晓红 +3 位作者 王凯 周强 杨永佳 邱荣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期143-150,共8页

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220~340n... 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。 展开更多

关键词 飞秒激光 激光诱导表面周期条纹结构 钛 二次谐波 表面等离子体

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基于激光诱导表面周期结构的微纳防伪结构色 被引量：4

5

作者 欧阳旭 谢子健 +5 位作者 张孟瑞 杨清帅 李晨辉 曹耀宇 徐毅 李向平 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期51-59,共9页

激光诱导表面周期结构由于其周期相关的光栅衍射特性在明场下显示出鲜艳的结构色,备受研究人员的广泛关注,而微纳结构在显微镜暗场显示的颜色通常容易被忽略。本文报道通过飞秒激光对氧化铟锡薄膜加工形成双周期光栅结构,利用其在明场... 激光诱导表面周期结构由于其周期相关的光栅衍射特性在明场下显示出鲜艳的结构色,备受研究人员的广泛关注,而微纳结构在显微镜暗场显示的颜色通常容易被忽略。本文报道通过飞秒激光对氧化铟锡薄膜加工形成双周期光栅结构,利用其在明场和暗场的观察下具有不同的颜色特性实现图像加密应用。通过控制飞秒激光的偏振、脉冲能量和扫描速度在氧化铟锡薄膜上形成与偏振和波长相关的亚波长周期光栅,通过控制激光加工线条行间距形成大周期光栅。本文研究了激光加工能量和加工线条之间的间距对其形成双周期结构在明场和暗场显色的影响,利用不同加工参数结构在明场和暗场下显示不同的颜色实现图像加密。激光直写加工可以快速制备大面积区域,有望在商品防伪、图案装饰、超表面设计等方面发挥潜在的应用价值。 展开更多

关键词 结构色 激光诱导表面周期结构 信息防伪 激光加工

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不同气氛下飞秒激光诱导硅表面微结构 被引量：7

6

作者 袁春华 李晓红 +2 位作者 唐多昌 杨宏道 李国强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2749-2753,共5页

利用钛宝石飞秒激光脉冲对单晶硅在SF6、空气和真空环境中进行了累积脉冲辐照,研究了硅表面微结构的演化。在SF6气氛中,在激光辐照的初始阶段,硅表面形成了1维的波纹结构,随着辐照脉冲数的增加,波纹结构演化成了2维凹凸结构。累积600个... 利用钛宝石飞秒激光脉冲对单晶硅在SF6、空气和真空环境中进行了累积脉冲辐照,研究了硅表面微结构的演化。在SF6气氛中,在激光辐照的初始阶段,硅表面形成了1维的波纹结构,随着辐照脉冲数的增加,波纹结构演化成了2维凹凸结构。累积600个脉冲后,硅表面产生了准规则排列且具有大纵横比的锥形尖峰结构。该结构呈现高度相对较低、锥形尖端小球不明显的特征,分析认为主要与环境气压的大小有关。对比空气、SF6和真空中的微结构发现,尖峰的数密度依次减小;SF6中形成的尖峰高度最大,其次为真空,再次为空气。研究结果表明,真空、SF6和空气3种环境下微结构的形成及表面形貌主要由激光烧蚀、化学刻蚀和氧化决定。 展开更多

关键词 飞秒激光 激光诱导 硅 表面微结构

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纳秒强激光诱导K9玻璃表面损伤实验 被引量：3

7

作者 邱荣 王俊波 +3 位作者 李晓红 施鹏程 刘浩 马平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2101-2105,共5页

使用脉宽约10ns的Nd:YAG激光器,研究低加工缺陷条件下K9光学玻璃在单激光脉冲作用下的损伤形貌。利用软边光阑加长程衍射的方法实现光斑整形,利用微分干涉光学显微镜和扫描电镜对样品前后表面的损伤形貌进行观察和成像,对比研究了K9光... 使用脉宽约10ns的Nd:YAG激光器,研究低加工缺陷条件下K9光学玻璃在单激光脉冲作用下的损伤形貌。利用软边光阑加长程衍射的方法实现光斑整形,利用微分干涉光学显微镜和扫描电镜对样品前后表面的损伤形貌进行观察和成像,对比研究了K9光学玻璃前后表面的损伤形貌,分析了损伤机制。研究结果显示:在红外纳秒激光辐照下,加工缺陷是K9光学玻璃产生初始损伤的主要诱因;前表面的损伤主要表现为微坑及高温等离子体产生的冲蚀变色和表面微裂纹;后表面出现了均匀的亚波长周期性光栅结构,这种周期性结构是后表面损伤增长的主要诱因。 展开更多

关键词 激光诱导损伤 K9玻璃 损伤形貌 损伤增长 表面微裂纹 周期性结构

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激光表面强化与微纳制造技术研究进展 被引量：4

8

作者 朱立华 于文慧 +7 位作者 亓东锋 王志文 王宗申 杨兵 刘明明 朱建 吴永玲 郑宏宇 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第8期130-146,共17页

我国激光表面强化技术和表面微纳结构制造技术虽然起步较晚,但近年来发展十分迅速,已在激光与物质瞬态作用基础理论、激光冲击强化、激光表面熔凝、激光表面熔覆、激光表面直写、激光诱导表面微结构等方面取得了重要进展;但是,与对激光... 我国激光表面强化技术和表面微纳结构制造技术虽然起步较晚,但近年来发展十分迅速,已在激光与物质瞬态作用基础理论、激光冲击强化、激光表面熔凝、激光表面熔覆、激光表面直写、激光诱导表面微结构等方面取得了重要进展;但是,与对激光技术研究起步更早的国家相比,我国仍然存在缺乏首创工艺技术、激光与物质瞬态作用基础理论研究薄弱等问题,在工业技术应用和装备研制方面也存在一定差距。综述了激光表面强化与微纳制造技术的研究进展。随着微纳结构制造产业的不断发展进步、新合金新材料应用需求的增加以及环保要求的提高,激光表面强化和激光表面微纳结构制造技术会向着效率更高、精度更高、性能更高的方向继续迈进,在实际生产中的应用也将得到进一步的发展。 展开更多

关键词 激光表面强化 微纳制造 激光冲击强化 激光表面熔凝 激光表面熔覆 激光表面直写 激光诱导表面微结构

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高重频飞秒激光诱导磁性镍薄膜产生LIPSS的研究

9

作者 季羽飞 王红蕊 +3 位作者 常虹 刘博文 庞冬青 胡明列 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期101-108,共8页

飞秒激光诱导周期性表面结构(Laser-Induced Periodic Surface Structures,LIPSS)是使用线偏振激光作用于材料时最常见的一种表面形貌,一直被研究人员广泛关注,但是在磁性薄膜上诱导产生LIPSS的研究仍相对较少,因此研究高重频飞秒激光... 飞秒激光诱导周期性表面结构(Laser-Induced Periodic Surface Structures,LIPSS)是使用线偏振激光作用于材料时最常见的一种表面形貌,一直被研究人员广泛关注,但是在磁性薄膜上诱导产生LIPSS的研究仍相对较少,因此研究高重频飞秒激光作用于磁性薄膜材料后材料磁学性质的变化是十分必要的。实验使用中心波长1030 nm、脉冲宽度300 fs、重复频率100 kHz的飞秒激光在厚度为100 nm的镍薄膜上进行线扫描,诱导产生了LIPSS。光学显微镜和电子显微镜图像显示,在高重频飞秒激光的热效应影响下,LIPSS条纹的周期测量值约为989 nm。通过X射线衍射仪和超导量子干涉仪对写有周期性LIPSS结构的样品进行测试并分析,证明了产生LIPSS过程中导致的材料原子重组并没有改变镍膜的颗粒大小和组成成分,飞秒激光作用后的磁性材料的饱和磁化强度也基本与原样保持一致,但其矫顽力发生了明显的变化,笔者认为这是由于加工过程中喷溅出的极少量反铁磁氧化镍颗粒产生的钉扎效应所导致的。 展开更多

关键词 飞秒激光精密加工 激光诱导周期性表面结构 高重频飞秒激光 磁性材料 饱和磁化强度

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脉冲激光导致的固体表面损伤研究 被引量：1

10

作者 满宝元 何京良 王象泰 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期335-340,共6页

利用扫描电镜对波长为１．０６μｍ脉宽为１０ｎｓ的Ｎｄ：ＹＡＧ脉冲激光辐照金属Ａｌ和半导体ＧａＡｓ产生的表面形貌变化进行了观察，对不同背景气压下液体的溅射现象进行了分析。实验结果表明，液体的溅射速度和距离随着背景气压的... 利用扫描电镜对波长为１．０６μｍ脉宽为１０ｎｓ的Ｎｄ：ＹＡＧ脉冲激光辐照金属Ａｌ和半导体ＧａＡｓ产生的表面形貌变化进行了观察，对不同背景气压下液体的溅射现象进行了分析。实验结果表明，液体的溅射速度和距离随着背景气压的降低而增加。在某些特定的实验条件下，在激光烧蚀ＧａＡｓ的表面上出现了等间距的波纹结构。理论分析发现，这些波纹是由横向表面声波造成的。这些周期性结构的出现与激光功率密度和背景气压密切相关。 展开更多

关键词 激光损伤 表面周期性结构 横向声波 固体

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飞秒激光制备彩色镍 被引量：3

11

作者 李国强 李晓红 +6 位作者 杨宏道 袁春华 唐多昌 徐琴 黄文浩 邱荣 王俊波 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期213-216,共4页

采用飞秒脉冲激光在空气条件下扫描处理镍片表面,制备了彩色镍。用扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、拉曼光谱仪等对其进行了表征。扫描电子显微镜测量显示,彩色镍表面出现了纳米激光诱导周期表面结构,结构周期为480-510 nm... 采用飞秒脉冲激光在空气条件下扫描处理镍片表面,制备了彩色镍。用扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、拉曼光谱仪等对其进行了表征。扫描电子显微镜测量显示,彩色镍表面出现了纳米激光诱导周期表面结构,结构周期为480-510 nm;紫外-可见-近红外分光光度计测量表明,彩色镍对波长为200-2 200 nm的光的反射率大大降低;拉曼谱表明样品表面形成了一定含量的氧化镍。 展开更多

关键词 飞秒激光 激光诱导 周期表面结构 彩色镍 表面等离子激元

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