飛秒激光誘導(dǎo)石英玻璃表面周期性結(jié)構(gòu)及其機(jī)理研究
Femtosecond laser induced quartz glass surface cycle structure and mechanism research

1.2萬(wàn)字 35頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)



摘要 本文采用5×顯微物鏡將飛秒激光聚焦在石英表面進(jìn)行燒蝕。燒蝕坑的掃描電鏡圖片顯示坑內(nèi)形成了間距約為950nm的周期條紋結(jié)構(gòu)。研究了這種近波長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)形貌與激光偏振、激光能量、入射角、輻照脈沖個(gè)數(shù)的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明，條紋取向平行于脈沖的偏振方向，條紋周期與入射角度脈沖能量E的關(guān)系不大。隨著輻照脈沖數(shù)的增加，條紋發(fā)展是從外圍向內(nèi)部發(fā)展，首先在一些缺陷結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生月牙形結(jié)構(gòu)，再在此結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生新的月牙形，最終形成周期性結(jié)構(gòu)。
與經(jīng)典條紋的形成機(jī)理不同，表面波散射機(jī)制不適用于飛秒激光輻照石英表面形成的周期型結(jié)構(gòu)。我們提出一種新的理論機(jī)制——激光輻照下缺陷觸發(fā)等離子體小球的生成及其局域場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)。通過(guò)這一理論模型，結(jié)合相關(guān)公式求解出一些模擬光場(chǎng)的參數(shù)，利用OptiFDTD_Designer模擬軟件模擬出光場(chǎng)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果符合良好。最終依據(jù)這一機(jī)制概述了條紋的發(fā)展過(guò)程。



關(guān)鍵詞：飛秒激光 石英 偏振 周期條紋 缺陷 納米等離子體