飛秒
激光開始應用到微納加工領域始于20世紀90年代初。正是由于飛秒激光具有持續(xù)時間短及高脈沖功率密度的特性,使得其與物質(zhì)相互作用時具有許多獨特的優(yōu)點:確定的燒蝕閾值,規(guī)則的加工邊緣,層層微加工以及可加工任何材料等。最近研究結(jié)果表明:飛秒激光微細加工在微
光學、微電子、微機械、微生物、微醫(yī)學等多個領域具有潛在的應用價值。不同學科、不同實驗具有不同的具體要求,這就需要采取相應的加工手段來實現(xiàn)特定加工目的,囚此飛秒激光深孔加工技術(shù)等加工工藝開始引起越來越多研究者的重視。
(z.4er}o >F5E^DY 激光整形技術(shù)是指在激光腔內(nèi)或腔外采用光學元件改變光束形態(tài)實現(xiàn)光束整形。飛秒激光脈沖整形有別于傳統(tǒng)整形概念,主要是在保留原有高峰值功率特性基礎上,在光路中引人擴束器、濾波器以及衍射模板等光學器件,達到縮小聚焦尺寸、去除高斯光束周圍熒光成分、減少脈沖形變及多種形狀加工等目的。常用的是空間濾波和掩模控制技術(shù)。空間濾波是實現(xiàn)對光束邊緣熒光的屏蔽效用,實現(xiàn)聚集點光學質(zhì)量的改善,掩模控制是通過掩模形狀來實現(xiàn)對脈沖的調(diào)制,以達到確定的加工目的。
XXg~eu? 'wA4yJ< 本文采用聚焦
物鏡與接收材料同步運動的方法,可以很容易地將焦點前后脈沖的空間形態(tài)在材料表面以二維平面圖形式表示出來。在聚焦物鏡前加小孔掩模板,通過小孔直徑及小孔前后脈沖能量的變化,可直觀觀察到光束空間形態(tài)的改變。最后,實驗選取合適參數(shù),成功刻劃出邊緣光滑的透射型金屬
光柵。
s}lp^Uh= HVz|*?&6 1 實驗裝置及方法
g/+|gHq^ YH,u*.I^/ 實驗設備采用的是Clark公司飛秒
激光加工工作臺(UMW-2110i,Clark-MXR Inc.)。激光具體參數(shù)為:中心波長775nm,脈寬148 Fs,重復頻率1kHz,最大單脈沖能量1mJ,在光路上加衰減片可以調(diào)整脈沖能量,聚焦前光斑直徑5mm;掩模小孔直徑可調(diào)范圍為0.5~10mm;接收材料為噴濺法鍍在溶石英基片上的金膜(厚度約為300nm)。飛秒激光經(jīng)掩模小孔后由5×顯微物鏡(有效
焦距為40 mm)聚焦金膜表面。采用物鏡與接收平臺同步運動的方法,將焦點前后脈沖的空間形態(tài)以二維平面圖形式在金膜表面顯示出來;加工結(jié)果采用透射式光學
顯微鏡和SEM進行分析測試。實驗裝置如圖1所示。
yPoa04!{= F\2<q$Zn+ 物鏡由平臺承載做軸向(Z軸)移動,材料由X-Y軸承載,同步運行Z軸和X軸就能夠?qū)⒔裹c附近軸向范圍內(nèi)達到材料閾值的長度在金膜上記錄下來,焦點位置是從材料表面之上移到材料內(nèi)部,與此相對應,圖像中是由右到左。結(jié)果可以和瑞利長度相比較進行分析。
kXN8hU}iq OrY^
荥经县|
平山县|
筠连县|
新源县|
石楼县|
宁蒗|
泾川县|
民勤县|
会东县|
安乡县|
榆社县|
富源县|
内丘县|
萝北县|
津市市|
武乡县|
荆州市|
息烽县|
东光县|
启东市|
康马县|
嘉祥县|
英德市|
普宁市|
酒泉市|
新和县|
库尔勒市|
正安县|
邯郸县|
休宁县|
东乡县|
东乡|
锡林郭勒盟|
黄石市|
绥德县|
鲁山县|
铅山县|
阜阳市|
盐边县|
酉阳|
连州市|