飛秒激光共振吸收微納制造機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究

1 緒論
1.1 課題的來源
1.2 微納制造的發(fā)展
1.2.1 微納加工
1.2.2 激光微納加工
1.2.3 飛秒激光微納加工
l.3 飛秒激光微納加工的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀
1.3.1 燒蝕制孔和切割等去除加工
1.3.2 激光誘導(dǎo)表面納米結(jié)構(gòu)
1.3.3 透明材料體內(nèi)加工
1.3.4 雙/多光子聚合加工
1.4 激光共振吸收燒蝕技術(shù)及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 激光共振吸收燒蝕技術(shù)
1.4.2 共振激光燒蝕技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 飛秒激光微納加工亟須研究的問題
1.6 本研究的目標(biāo)和思路
1.6.1 研究目標(biāo)
1.6.2 研究思路
1.7 論文的研究內(nèi)容和章節(jié)安排
2 飛秒激光與材料相互作用機(jī)理及共振吸收機(jī)制
2.1 激光與物質(zhì)相互作用的物理過程
2.2 飛秒激光與透明介質(zhì)相互作用的機(jī)理
2.2.1 飛秒激光作用于透明介質(zhì)的電離過程
2.2.2 多光子電離
2.2.3 雪崩電離
2.2.4 等離子體能量共振吸收
2.3 摻雜稀土離子玻璃的共振吸收機(jī)制
2.3.1 鑭系元素的電子層結(jié)構(gòu)與能級(jí)
2.3.2 鐠釹玻璃的選擇吸收特性
2.3 .3 鈥玻璃的選擇性吸收特性
2.3.4 飛秒激光與摻雜玻璃的共振吸收作用過程
2.4 本章小結(jié)
3 飛秒激光共振吸收效應(yīng)作用下材料的電子動(dòng)力學(xué)研究
3.1 含時(shí)密度泛函理論
3.2 仿真模型參數(shù)的設(shè)置
3.3 共振效應(yīng)對(duì)材料電子動(dòng)力學(xué)的影響
3.3.1 共振效應(yīng)下飛秒激光對(duì)材料的電離過程
3.3.2 單脈沖電子密度隨時(shí)間的變化
3.3.3 共振與非共振下電離對(duì)材料的電子動(dòng)力學(xué)參量影響的對(duì)
3.4 飛秒激光脈沖參數(shù)對(duì)共振效應(yīng)的影響
3-4-l脈沖能量比對(duì)共振效應(yīng)的影響
3.4.2 脈沖數(shù)目對(duì)共振效應(yīng)的影響
3.4.3 脈沖間隔對(duì)共振效應(yīng)的影響
3.4.4 相位對(duì)共振效應(yīng)的影響
3.4.5 偏振對(duì)共振效應(yīng)的影響
3.5 本章小結(jié)
4 飛秒激光共振吸收高效率加工摻雜玻璃的實(shí)驗(yàn)研究
4.1 飛秒激光共振吸收加工光路及測(cè)試平臺(tái)
4.1.1 飛秒激光加工系統(tǒng)
4.1.2 激光和材料相關(guān)參數(shù)的測(cè)試
4.2 材料燒蝕效率的表示方法
4.2.1 束腰半徑定義
4.2.2 燒蝕閾值定義
4.2.3 孔徑數(shù)值計(jì)算外推法測(cè)束腰半徑和燒蝕閾值
4.2.4 兩微孔法測(cè)束腰半徑及燒蝕輪廓法測(cè)燒蝕閾值
4.2.5 燒蝕效率的其他表征形式
4.3 共振吸收高效率燒蝕鐠釹玻璃實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果分析
4.3.1 鐠釹玻璃的光學(xué)特性
4.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟
4.3.3 共振效應(yīng)對(duì)燒蝕孔徑的影響
4.3.4 共振效應(yīng)對(duì)燒蝕深度的影響
4.3.5 共振效應(yīng)對(duì)燒蝕體積的影響
4.3.6 共振效應(yīng)對(duì)燒蝕閾值的影響
4.4 共振吸收高效率燒蝕鈥玻璃實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果分析
4.4.1 鈥玻璃光學(xué)特性
4.4.2 共振效應(yīng)對(duì)燒蝕孔徑的影響
4.4.3 共振效應(yīng)對(duì)燒蝕閾值的影響
4.5 共振吸收單脈沖步進(jìn)燒蝕鐠釹玻璃實(shí)驗(yàn)研究
4.5.1 實(shí)驗(yàn)方案及步驟
4.5.2 燒蝕孔深對(duì)比及分析
4.5.3 多光子共振電離對(duì)燒蝕效率影響分析
4.6 飛秒激光重復(fù)頻率對(duì)共振效應(yīng)的影響實(shí)驗(yàn)研究
4.6.1 l。kHz的飛秒激光共振效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究
4.6.2 80 MHz的飛秒激光共振效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究
4.7 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)