飞秒激光诱导不锈钢表面周期性微纳结构

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作者 王会 李倩靓 +1 位作者 王宽 何宗泰 《激光与红外》 北大核心 2025年第8期1198-1205,共8页

随着生物表面微纳结构研究的深入,不锈钢表面的仿生性能成为研究热点。飞秒激光因其高效加工特点,在制备微纳结构中展现独特优势。本文探讨了不同波长(1030 nm和515 nm)飞秒激光在304不锈钢表面制备周期性表面结构(LIPSS)的效果及形成... 随着生物表面微纳结构研究的深入,不锈钢表面的仿生性能成为研究热点。飞秒激光因其高效加工特点,在制备微纳结构中展现独特优势。本文探讨了不同波长(1030 nm和515 nm)飞秒激光在304不锈钢表面制备周期性表面结构(LIPSS)的效果及形成机制对加工质量与均匀性的影响,研究了激光能量密度和光斑重叠率对LIPSS形成和表面粗糙度的影响。使用原子力显微镜测量不同波长下LIPSS均匀性较好的表面深度,并借助ImageJ软件分析均匀性。结果显示,1030 nm波长下,能量密度为1.41 J/cm^(2)和重叠率55%时,LIPSS周期为630±50 nm,深度为187±20 nm, DSOA为7°,条纹方向垂直于激光偏振;而在515 nm波长下,能量密度为1.04 J/cm^(2)、重叠率55%时,LIPSS周期为208±40 nm,深度为148±20 nm, DSOA为9.5°,条纹方向与激光偏振平行。本研究为利用飞秒激光在304不锈钢表面制备LIPSS提供了理论基础和实践意义,有助于拓展不锈钢应用领域。 展开更多

关键词 飞秒激光 周期性表面 304不锈钢 微纳结构

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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：5

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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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激光诱导聚合物表面周期性微结构的快速制备研究

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作者 胡笑锦 李梅 李鑫 《实验室研究与探索》 CAS 2005年第9期11-14,共4页

采用波长355nm的紫外偏振激光,通过步进扫描法在聚酰亚胺(BDTA-MMAD)薄膜表面制备了激光诱导周期性表面微结构(LIPSS),采用原子力显微镜(AFM)分析了LIPSS图形质量及几何尺寸,考察了X、Y方向扫描速度和扫描步长等参数对LIPSS制备的影响,... 采用波长355nm的紫外偏振激光,通过步进扫描法在聚酰亚胺(BDTA-MMAD)薄膜表面制备了激光诱导周期性表面微结构(LIPSS),采用原子力显微镜(AFM)分析了LIPSS图形质量及几何尺寸,考察了X、Y方向扫描速度和扫描步长等参数对LIPSS制备的影响,发现随着X方向扫描速度和Y方向扫描步长的增大,由于薄膜表面受到激光辐射累积能量降低,LIPSS图形质量明显下降。但是,在提高Y方向扫描步长的同时提高激光辐射能量,仍能在较快速度下制得规则的LIPSS结构。根据实验结果提出了实现LIPSS快速制备的优化条件,并探讨了LIPSS的形成机理。 展开更多

关键词 激光诱导周期性表面微结构 原子力显微镜 步进扫描法

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飞秒激光诱导纳米金刚石薄膜表面周期性结构的摩擦学性能研究

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作者 崔雨潇 马家豪 +2 位作者 阎兵 戚厚军 蔡玉俊 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2022年第4期433-441,共9页

研究基于飞秒激光辐照方法在纳米金刚石(nano-crystalline diamond,NCD)薄膜表面制备的激光诱导周期性结构(laser-induced periodic surface structures,LIPSS)的摩擦学行为。在空气环境下采用脉冲宽度为200 fs,中心波长为1040 nm的掺... 研究基于飞秒激光辐照方法在纳米金刚石(nano-crystalline diamond,NCD)薄膜表面制备的激光诱导周期性结构(laser-induced periodic surface structures,LIPSS)的摩擦学行为。在空气环境下采用脉冲宽度为200 fs,中心波长为1040 nm的掺镱光子晶体光纤飞秒激光辐照NCD薄膜表面产生LIPSS。基于不同的扫描间隔制备2种LIPSS表面,即连续分布的LIPSS表面(continuously distributed LIPSS,CDL)和均匀间隔的LIPSS带状表面(evenly spaced LIPSS stripes,ESLS)。通过球盘式摩擦磨损试验机进行往复式干摩擦试验来对上述2种LIPSS表面的摩擦学性能进行表征,其中的对磨球为ZrO_(2)陶瓷材质。往复式摩擦试验采用了平行和垂直于LIPSS纹理的2种摩擦方向。研究结果表明:施加LIPSS后的NCD薄膜表面容屑能力得到改善,同时摩擦接触面积降低,因而相比于原始NCD薄膜,其摩擦系数明显降低;对于CDL表面,摩擦方向与LIPSS纹理垂直时的摩擦系数比纹理平行时的更高;ESLS表面的LIPSS纹理方向对摩擦系数无影响。 展开更多

关键词 纳米金刚石薄膜 飞秒激光辐照 激光诱导周期性表面结构 摩擦性能

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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

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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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基于法布里-珀罗腔产生飞秒激光脉冲串在硅表面诱导高质量亚波长周期条纹(特邀)

6

作者 许宇锋 张羽婵 +2 位作者 蒋其麟 沈辉辉 贾天卿 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1-12,共12页

为了制备高质量表面周期结构,利用法布里-珀罗腔对飞秒激光进行时域整形,输出子脉冲间隔在1~300 ps内灵活可调的飞秒激光脉冲串,在硅表面诱导亚波长周期条纹。实验结果显示,利用飞秒激光脉冲串诱导得到的亚波长周期条纹明显优于原始高... 为了制备高质量表面周期结构,利用法布里-珀罗腔对飞秒激光进行时域整形,输出子脉冲间隔在1~300 ps内灵活可调的飞秒激光脉冲串,在硅表面诱导亚波长周期条纹。实验结果显示,利用飞秒激光脉冲串诱导得到的亚波长周期条纹明显优于原始高斯光诱导的亚波长周期条纹。利用子脉冲间隔为100 ps的脉冲串诱导的亚波长条纹最佳,条纹周期为1008 nm,结构取向角为2.8°,边缘粗糙度为3.9 nm,可达到光刻工艺的标准。 展开更多

关键词 激光加工 激光诱导表面周期结构 亚波长周期条纹 法布里-珀罗腔 飞秒激光脉冲串 硅

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三维微纳米半球周期结构光学表面场分布及复合散射特性 被引量：1

7

作者 巩蕾 刘阳林 +4 位作者 于洁 王海斌 王利国 谭林秋 吴振森 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期173-181,共9页

为进一步拓展微纳米周期超结构功能特性,满足光学周期超结构高精度设计需求,基于时域多分辨分析方法,从Maxwell方程出发,推导出微纳米三维半球光学周期结构表面散射耦合场,计算结果与时域有限差分方法结果吻合良好。给出微纳米三维半球... 为进一步拓展微纳米周期超结构功能特性,满足光学周期超结构高精度设计需求,基于时域多分辨分析方法,从Maxwell方程出发,推导出微纳米三维半球光学周期结构表面散射耦合场,计算结果与时域有限差分方法结果吻合良好。给出微纳米三维半球光学周期结构表面场分布并数值计算微纳米三维半球光学周期结构表面微分散射截面,提炼分析填充材质、半球尺寸、半球间距等参量对光学周期结构表面散射场影响规律。结果表明:P偏振下电场分布更能突出周期结构表面结构单元轮廓;散射场值随入射角变大,在对应镜面散射角方向逐渐减小;在半径和波长值相当时,填充单元散射场峰值个数与探测范围内填充单元个数吻合;随填充半球间距增大,散射场的极大值数递增,且极大值对应的角度区间依次减小。 展开更多

关键词 复合散射 光场分布 时域多分辨分析方法 光学周期结构表面 三维半球体 微纳米

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任意二维导体波纹周期表面电磁散射特性的研究

8

作者 刘凯 洪伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第6期45-50,共6页

本文将直线法成功地用于二维导体周期结构的散射问题。与现有文献的比较验证了该方法的可行性与有效性，文中给出了矩形光栅、梳齿光栅和正弦光栅的散射特性曲线，对于不同形状、尺寸的结构，只需在数值计算中稍稍改变矩阵元素即可。因... 本文将直线法成功地用于二维导体周期结构的散射问题。与现有文献的比较验证了该方法的可行性与有效性，文中给出了矩形光栅、梳齿光栅和正弦光栅的散射特性曲线，对于不同形状、尺寸的结构，只需在数值计算中稍稍改变矩阵元素即可。因而与其它方法相比，是一种具有普适性且计算量小的方法。 展开更多

关键词 电磁散射 周期表面 光栅 二维 导体

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一种新的计算周期表面电磁散射算法

9

作者 逯贵祯 王宝发 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期58-60,共3页

利用数值方法研究周期表面的电磁散射问题。应用矩量法研究周期表面的电磁散射可以获得较为精确的数值结果。对于表面散射 ,应用矩量法时表面未知变量的数目非常大 ,即使对于一维表面也需要几千个未知变量 ;当求解矩阵方程时 ,计算机对... 利用数值方法研究周期表面的电磁散射问题。应用矩量法研究周期表面的电磁散射可以获得较为精确的数值结果。对于表面散射 ,应用矩量法时表面未知变量的数目非常大 ,即使对于一维表面也需要几千个未知变量 ;当求解矩阵方程时 ,计算机对求解的问题有内存和速度的限制。为了克服内存的限制 ,采用了一种新的迭代数值算法。对周期表面的电磁散射问题进行了研究 ,并与矩阵反演方法作了比较。所得结果表明 ,这种新的迭代法具有很好的收敛性。 展开更多

关键词 计算 迭代算法 电磁散射 周期表面

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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

10

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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超短脉冲激光诱导周期性表面结构（英文） 被引量：9

11

作者 李晨 STOIAN Razvan 程光华 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-17,共17页

激光诱导周期性表面结构(Laser-induced periodic surface structures,LIPSS)具有纳米尺度的特征结构和自重复的微观尺度的排列图案,因此,LIPSS在传感器、太阳能发电、光催化等方面具有广泛的应用前景。本文首先介绍LIPSS形成过程中超... 激光诱导周期性表面结构(Laser-induced periodic surface structures,LIPSS)具有纳米尺度的特征结构和自重复的微观尺度的排列图案,因此,LIPSS在传感器、太阳能发电、光催化等方面具有广泛的应用前景。本文首先介绍LIPSS形成过程中超快激光与物质相互作用的复杂过程,强调瞬态光学性质和表面结构变化的作用。然后综述几种具有代表性的LIPSS形成机理,并且讨论了各自的优缺点。接着介绍了LIPSS形成过程中材料的变化,主要包括材料化学成分、晶体结构和表面微观结构的变化。最后综述了LIPSS在材料表面处理、光学和机械等方面的应用。 展开更多

关键词 超快光学 飞秒激光 微加工 周期性表面结构

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光束在周期结构表面的反常散射

12

作者 张蜀章 T.Tamir 《微波学报》 CSCD 北大核心 1991年第1期8-14,共7页

本文研究了反射光栅散射的高斯光束的场分布,证明它们与几何预示的散射场有很大区别。散射光束一般受到诸如横向位移,聚焦位移和角度偏转等空间修正,同时,光腰大小也改变。如果入射角与光栅可以传播的泄漏波相位匹配时,修正效应最大,这... 本文研究了反射光栅散射的高斯光束的场分布,证明它们与几何预示的散射场有很大区别。散射光束一般受到诸如横向位移,聚焦位移和角度偏转等空间修正,同时,光腰大小也改变。如果入射角与光栅可以传播的泄漏波相位匹配时,修正效应最大,这种情况与Wood反常现象出现有关。根据对表面阻抗呈正弦变化的光栅散射场的分析,证明这些空间修正效应是很大的。 展开更多

关键词 散射光束 周期结构表面 反常散射 高斯光束 光栅

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多层系统周期样品PSTM消假像微扰近似 被引量：1

13

作者 王晓秋 简国树 +1 位作者 吴世法 潘石 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期654-657,共4页

本文利用一级微扰近似方法对三层系统 (样品台 样品 空气 )表面周期起伏样品采用π 对称双激光束照射得到等强度和等高度扫描的数值模拟近场强度图像。通过与单激光束照射图像比较 ,作者看到双激光束照射下的一级微扰图像能够除去由... 本文利用一级微扰近似方法对三层系统 (样品台 样品 空气 )表面周期起伏样品采用π 对称双激光束照射得到等强度和等高度扫描的数值模拟近场强度图像。通过与单激光束照射图像比较 ,作者看到双激光束照射下的一级微扰图像能够除去由样品表面起伏的微扰而产生的动量局域偏移 ,也可减小由表面倾角引起的假像。此三层系统起伏样品能够较真实地模拟实验 。 展开更多

关键词 光子扫描隧道显微镜 近场强度 消假像 多层系统 表面周期 PSTM 微扰近似

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脉冲激光导致的固体表面损伤研究 被引量：1

14

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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飞秒脉冲激光诱导可控自组织周期纳米结构研究

15

作者 李智华 李海霞 +1 位作者 张静宇 陈珊 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期213-216,共4页

为了研究激光诱导可控自组织周期纳米结构的可能性,采用半波片连续改变入射线偏振激光的电矢量方向,在金属Ag块靶上制备了取向可控的自组织纳米光栅结构,并基于能量累积效应和数值拟合的诱导自组织纳米光栅结构取向与激光线偏振角度间... 为了研究激光诱导可控自组织周期纳米结构的可能性,采用半波片连续改变入射线偏振激光的电矢量方向,在金属Ag块靶上制备了取向可控的自组织纳米光栅结构,并基于能量累积效应和数值拟合的诱导自组织纳米光栅结构取向与激光线偏振角度间的依赖关系,对在靶材表面实现任意2维自组织周期纳米结构的可能性进行了讨论。结果表明,结合激光动态交替扫描法,这种自组织周期纳米结构单元在靶材表面上大面积、高规整度地制备有望实现。研究结果为激光诱导任意2维周期纳米结构打开了新思路,也为这种周期纳米结构的可控制备提供重要的理论线索。 展开更多

关键词 激光光学 飞秒激光 表面周期纳米结构 激光偏振角 周期纳米结构单元

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激光诱导材料表面着色研究进展 被引量：3

16

作者 钱静 李阳博 +4 位作者 王关德 沈丹阳 娄孔昱 付强 赵全忠 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期16-29,共14页

概述了三种激光着色机理:氧化膜干涉着色,以纳秒激光为主要着色方式,具有成本低、工业应用成熟等特点;周期性结构衍射着色,除了传统的超快激光诱导条纹结构着色,近些年发展起来的多光束干涉着色,丰富了周期性结构的种类,又大大提高了着... 概述了三种激光着色机理:氧化膜干涉着色,以纳秒激光为主要着色方式,具有成本低、工业应用成熟等特点;周期性结构衍射着色,除了传统的超快激光诱导条纹结构着色,近些年发展起来的多光束干涉着色,丰富了周期性结构的种类,又大大提高了着色效率,更加适用于工业应用;等离基元金属纳米结构着色,通过调节纳米结构的间距、纳米结构尺寸等参数,可以对单个纳米结构实现显色控制,因而可以打印出具有纳米尺度像素大小的超高分辨率彩色图案。根据各种着色机理,概述了激光着色在防伪标记、激光隐写、彩色全息图等领域的应用,并提出了激光着色面临的重复性和稳定性的共性问题,提出了下一步的研究方向,包括从理论上对工艺技术进行研究,提高模型与实际效果的一致性,优化工艺方式得到输入和输出的定量关系,提高着色效果和加工效率等。 展开更多

关键词 激光表面着色 氧化层 表面周期性结构 等离基元 激光干涉

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飞秒激光直写诱导PMN-PT晶体表面LIPSS结构相变特性 被引量：4

17

作者 陈志翔 杨全鑫 刘洪亮 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期191-199,共9页

本文提出一种由飞秒激光直写技术诱导的基于弛豫铁电体PMN-PT晶体的表面周期结构(LIPSS),通过不同激光参数的改变,实现了LIPSS结构周期从750 nm到3μm的变化。最后,通过升高温度探究了LIPSS结构的相变特性。对比基底的相变特性,飞秒激... 本文提出一种由飞秒激光直写技术诱导的基于弛豫铁电体PMN-PT晶体的表面周期结构(LIPSS),通过不同激光参数的改变,实现了LIPSS结构周期从750 nm到3μm的变化。最后,通过升高温度探究了LIPSS结构的相变特性。对比基底的相变特性,飞秒激光诱导的LIPSS结构的居里温度有明显的降低,这一特性将会为基于PMN-PT晶体的温控调制器的制备提供新思路。 展开更多

关键词 飞秒激光直写 表面周期结构 PMN-PT晶体 相变

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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

18

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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扫描方向对金属和硅复合薄膜表面激光诱导自组织加工质量的影响(特邀) 被引量：3

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作者 石理平 耿娇 仇旻 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期21-27,共7页

激光诱导周期性表面结构的质量可通过调整激光参数、改善材料表面和优化扫描策略等手段来提高。研究了扫描方向对线偏振激光诱导金属/硅复合薄膜表面氧化LIPSS的影响。结果表明,当扫描方向垂直于激光偏振方向时,纳米结构会出现分叉、不... 激光诱导周期性表面结构的质量可通过调整激光参数、改善材料表面和优化扫描策略等手段来提高。研究了扫描方向对线偏振激光诱导金属/硅复合薄膜表面氧化LIPSS的影响。结果表明,当扫描方向垂直于激光偏振方向时,纳米结构会出现分叉、不连续等问题;当扫描方向平行于激光偏振方向时,纳米结构呈现短程有序,但在光斑拼接处存在扭曲;而当扫描方向与激光偏振方向存在一定夹角时,容易获得长程均匀有序的周期性纳米结构。数值仿真结果表明造成这些现象的原因是近场效应对自组织过程具有不可忽略的影响。 展开更多

关键词 激光诱导周期性表面结构 表面等离激元 激光诱导化学反应 复合薄膜

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高重频飞秒激光诱导磁性镍薄膜产生LIPSS的研究

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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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