飛秒激光誘導(dǎo)硅片表面周期結(jié)構(gòu)及其機(jī)理研究
Periodic Structures On Silicon Wafer Surface Induced By Femtosecond Laser And The Mechanism Research


1.7萬字 33頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)



摘要 近十幾年來，飛秒激光誘導(dǎo)周期表面結(jié)構(gòu)是個普遍的現(xiàn)象，也一直是激光加工領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿。飛秒激光誘導(dǎo)的周期表面結(jié)構(gòu)類型很多，表現(xiàn)出來的形貌特征及其與激光參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系也有所不同。
本論文以光滑硅片為樣品，研究入射光能量，激光脈沖數(shù)，入射光偏振以及激光在樣品表面的入射角對飛秒激光誘導(dǎo)硅片表面近波長條紋結(jié)構(gòu)的影響，探究硅片表面周期結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）飛秒激光誘導(dǎo)硅表面近波長條紋結(jié)構(gòu)的方向垂直于激光偏振方向。
（2）在激光能量、輻照激光脈沖數(shù)相同的情況下，不同激光入射角產(chǎn)生的表面結(jié)構(gòu)的周期不同，當(dāng)入射角從0°到30°再變?yōu)?0°時，近波長條紋結(jié)構(gòu)的周期從688nm減小為495nm，再減小為412nm。
（3）激光脈沖能量和輻照脈沖個數(shù)也會引起結(jié)構(gòu)周期的變化，當(dāng)輻照脈沖數(shù)為2，4， 1632增加時，近波長條紋周期分別為742nm706nm680nm621nm，隨之不斷減小。
（4）偏振方向僅僅影響條紋的方向，而對條紋的進(jìn)化過程基本沒有影響。
我們用飛秒激光與表面等離子體的干涉的模型對上述實(shí)驗(yàn)觀測到的結(jié)構(gòu)形貌逐一進(jìn)行了解釋，從而證實(shí)了硅片表面周期結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理是飛秒激光與表面等離子體的干涉。


關(guān)鍵字：飛秒激光誘導(dǎo)表面周期結(jié)構(gòu) 硅 表面微加工 燒蝕