基于双波长飞秒激光电子动态调控硅表面纳米柱制备方法

摘要

本发明涉及一种基于双波长电子动态调控的飞秒激光调控硅表面纳米柱的制备方法，属于飞秒激光应用技术领域；本发明基于局部瞬时电子激发动态调控，通过倍频技术将800nm基频光倍频为400nm波长，采用双波长飞秒激光来控制表面微纳结构形态：第一束在材料表面产生类等离子体透镜结构(PL)，第二束沿类PL结构边缘产生表面等离子体并产生沿光斑中心分布的梯度场，使材料在该脉冲作用下产生向中心挤压的力，形成凸起的纳米柱结构；通过对加工平台的程序控制实现了大面积均匀纳米柱阵列的制备。对比现有方法，本发明有效提高了纳米柱的加工精度及加工效率，实现高效精确的晶硅表面纳米结构的调控,在信息存储及太阳能电池等方面具有至关重要的应用价值。

主权项

一种基于双波长电子动态调控的飞秒激光调控晶硅表面纳米柱的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，飞秒激光双波长脉冲调节：通过倍频晶体将800nm飞秒激光脉冲倍频为400nm，经过倍频之后的400nm激光脉冲与基频800nm飞秒激光脉冲汇聚形成双波长飞秒激光脉冲；步骤二，在光路中加入四分之一波片或双色半波片，调节波片光轴方向与原激光偏振方向夹角45°得到圆偏振激光或使得双色激光脉冲偏振相互平行；步骤三，样本准备：在被加工样本表面进行镀金属膜处理；步骤四，调节能量：利用半波片‑偏振片组合及连续衰减片调节激光能量使之大于被加工样本材料表面的单脉冲烧蚀阈值，且激光能量能够连续调节；步骤五，利用聚焦物镜对双波长飞秒激光脉冲进行聚焦，被加工样品固定在六维移动平台上，通过成像CCD的观测，调节六维移动平台使得双波长飞秒激光脉冲聚焦于待加工样本表面；步骤六，综合控制飞秒激光系统脉冲频率及机械开关开启时间，使得每个激光脉冲辐照点脉冲个数为2。