基于飞秒激光电子动态调控制备表面增强拉曼基底的方法

摘要

本发明涉及一种基于飞秒激光电子动态调控制备表面增强拉曼基底的方法，属于飞秒激光应用技术领域。本发明直接使用飞秒激光照射还原硝酸银溶液制备银纳米粒子并通过改变脉冲序列中子脉冲的延时对纳米粒子的粒径分布进行调节，将加工底层纳米柱结构和还原制备银纳米粒子两个过程同时完成，克服了传统化学方法制备银纳米粒子的成本高、稳定性差的缺陷，节约了加工成本。

主权项

基于飞秒激光电子动态调控制备表面增强拉曼基底的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，设计并由脉冲整形器产生飞秒激光脉冲序列，飞秒激光脉冲序列中每个周期子脉冲的个数为两个；步骤二，在脉冲整形器入口处放置半波片和偏振片的组合，调整脉冲序列的总能量，半波片位于脉冲整形器和偏振片之间，三者光路同轴；步骤三，将步骤二调整能量后的脉冲序列入射到物镜中聚焦，在照明和CCD成像系统的辅助观察下，使飞秒激光脉冲序列的焦点聚焦到样品表面；步骤四，利用电控机械开关和六自由度数控移动平台精确控制加工路线和辐照到样品表面的脉冲序列个数进行制备，具体方法为：步骤4.1，将样品放置在六自由度数控移动平台上，浸没于去离子水中，利用电控机械开关调控六自由度数控移动平台使得脉冲序列按“S”路线扫描加工区域，在材料表面形成周期性的烧蚀而得到波纹结构；每个位置的加工脉冲序列个数根据任务要求的加工深度计算得到；步骤4.2，改变偏振片的角度，使样品表面入射激光的偏振方向旋转90°，将去离子水换为硝酸银溶液；再按步骤4.1的方法在原加工区域重复扫描一遍，通过半波片和偏振片的组合调节总能量至原总能量的1/4，将步骤4.1形成的波纹结构打断形成规则排列的纳米棒状结构；飞秒激光与液相银离子作用过程中，局部瞬时自由电子密度由同一周期两个子脉冲间的脉冲延时决定，硝酸银溶液中的银离子发生光致还原反应成为银单质，银单质聚合成为具有特定粒径的银纳米粒子，均匀分布在溶液和样品表面；步骤4.3，静置一段时间，使银纳米粒子全部沉积到纳米棒状表面，完成表面增强拉曼基底的制备。