飛秒激光誘導(dǎo)硅片表面周期結(jié)構(gòu)及其機理研究
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)的形成機理。實驗結(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驗觀測到的結(jié)構(gòu)形貌逐一進行了解釋，從而證實了硅片表面周期結(jié)構(gòu)的形成機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