基于电子动态调控的飞秒激光控制镍表面形貌的方法_2

文档序号:8308699阅读:来源:国知局
2在待加工样品13表面聚焦。通过P偏振片3和第二半波片4将加工激光脉冲能量调整为0.1yJo通过软件将激光扫描速度设定为100 μ m/s。
[0033]步骤五、通过软件将脉冲延迟时间设定为OfS,通过第三半波片7将偏振方向和扫线方向的夹角设为O度,对金属镍表面进行加工。
[0034]对结果的检测:
[0035]金属镍表面形貌:周期性波纹结构方向为O度,高频周期性波纹结构(300nm)占比整个烧蚀表面的比例为43 %。
[0036]颜色观测:检测光对应的波长为310nm。
[0037]实施例2
[0038]步骤一、在延迟时间为Ofs的情况下,从0-45度调节偏振角度与扫线方向的夹角;分别对金属镍表面进行加工;
[0039]步骤二、在0-2.5ps范围内,以10fs为间隔逐渐调节两个子脉冲的延迟时间;同时,在延迟时间确定的情况下,从0-45度调节偏振角度与扫线方向的夹角;分别对金属镍表面进行加工;
[0040]步骤三、将步骤一与步骤二所得的加工结果进行颜色观测,制备相对应的工艺数据表格,确定每种颜色光的波长对应的金属镍表面形貌。
[0041]激光加工系统如附图1所示。飞秒激光器I产生飞秒激光脉冲经过经过第一半波片2、P偏振片3、第二半波片4后调整到合适的能量通过脉冲整形器5,被分为能量比为1:1的两束子脉冲。整形的激光脉冲经过第一二向色镜6、第三半波片7改变偏振方向,最后经物镜12聚焦到待加工样品13上,待加工样品13固定在六维移动平台14上。照明白光光源9经过分束镜10、第二二向色镜11、消色差双胶合平凸透镜12后照射到样本13。后反射光经消色差双胶合平凸透镜12、第二二向色镜11,被分束镜反射后经聚焦透镜15后入射到成像CCD中。其中飞秒激光器1、脉冲整形器5、机械开关8、移动平台14均由计算机控制。
[0042]实验过程中采用的飞秒激光器参数如下:飞秒激光系统采用美国光谱物理(SpectrumPhysic)公司生产的激光器,实验过程中采用的为线偏振光,中心波长为800nm,脉冲宽度为35fs,重复频率为1kHz,线偏振;实验中待加工样品选用多晶金属镍,尺寸为IcmX IcmX Imm0
[0043]步骤一、飞秒激光器I产生脉冲宽度为中心波长为800nm,脉冲宽度为35fs,重复频率为IkHz的飞秒激光单脉冲。
[0044]步骤二、通过计算机软件将脉冲整形器5输出子脉数冲数设定为2,即将飞秒激光单脉冲调整为能量为1:1的双脉冲脉冲序列。
[0045]步骤三、用双面胶把待加工样品13固定在载玻片上,再把载玻片放置在六维移动平台14上,并用水平测量仪测量确保平台调至水平。
[0046]步骤四、打开机械开关8,调整光路,确保激光通过消色差双胶合平凸透镜12在待加工样品13表面聚焦。通过P偏振片3和第二半波片4将加工激光脉冲能量调整为0.1yJo通过软件将激光扫描速度设定为100 μ m/s。
[0047]步骤五、通过软件将脉冲延迟时间设定为OfS,通过第三半波片7将偏振方向和扫线方向的夹角设为20度,对金属镍表面进行加工。
[0048]对结果的检测:
[0049]金属镍表面形貌:周期性波纹结构方向为20度,高频周期性波纹结构(300nm)占比为15%。
[0050]颜色观测:检测光对应的波长为480nm
[0051]实施例3
[0052]步骤一、在延迟时间为Ofs的情况下,从0-45度调节偏振角度与扫线方向的夹角;分别对金属镍表面进行加工;
[0053]步骤二、在0-2.5ps范围内,以10fs为间隔逐渐调节两个子脉冲的延迟时间;同时,在延迟时间确定的情况下,从0-45度调节偏振角度与扫线方向的夹角;分别对金属镍表面进行加工;
[0054]步骤三、将步骤一与步骤二所得的加工结果进行颜色观测,制备相对应的工艺数据表格,确定每种颜色光的波长对应的金属镍表面形貌。
[0055]激光加工系统如附图1所示。飞秒激光器I产生飞秒激光脉冲经过经过第一半波片2、P偏振片3、第二半波片4后调整到合适的能量通过脉冲整形器5,被分为能量比为1:1的两束子脉冲。整形的激光脉冲经过第一二向色镜6、第三半波片7改变偏振方向,最后经物镜12聚焦到待加工样品13上,待加工样品13固定在六维移动平台14上。照明白光光源9经过分束镜10、第二二向色镜11、消色差双胶合平凸透镜12后照射到样本13。后反射光经消色差双胶合平凸透镜12、第二二向色镜11,被分束镜反射后经聚焦透镜15后入射到成像CCD中。其中飞秒激光器1、脉冲整形器5、机械开关8、移动平台14均由计算机控制。
[0056]实验过程中采用的飞秒激光器参数如下:飞秒激光系统采用美国光谱物理(SpectrumPhysic)公司生产的激光器,实验过程中采用的为线偏振光,中心波长为800nm,脉冲宽度为35fs,重复频率为1kHz,线偏振;实验中待加工样品选用多晶金属镍,尺寸为IcmX IcmX Imm0
[0057]步骤一、飞秒激光器I产生脉冲宽度为中心波长为800nm,脉冲宽度为35fs,重复频率为IkHz的飞秒激光单脉冲。
[0058]步骤二、通过计算机软件将脉冲整形器5输出子脉数冲数设定为2,即将飞秒激光单脉冲调整为能量为1:1的双脉冲脉冲序列。
[0059]步骤三、用双面胶把待加工样品13固定在载玻片上,再把载玻片放置在六维移动平台14上,并用水平测量仪测量确保平台调至水平。
[0060]步骤四、打开机械开关8,调整光路,确保激光通过消色差双胶合平凸透镜12在待加工样品13表面聚焦。通过P偏振片3和第二半波片4将加工激光脉冲能量调整为0.1yJo通过软件将激光扫描速度设定为100 μ m/s。
[0061]步骤五、通过软件将脉冲延迟时间设定为300fs,通过第三半波片7将偏振方向和扫线方向的夹角设为O度,对金属镍表面进行加工。
[0062]对结果的检测:
[0063]金属镍表面形貌:周期性波纹结构方向为O度,高频周期性波纹结构(300nm)占比为 82%。
[0064]颜色观测:检测光对应的波长为220nm(最小值)。
[0065]实施例4
[0066]步骤一、在延迟时间为Ofs的情况下,从0-45度调节偏振角度与扫线方向的夹角;分别对金属镍表面进行加工;
[0067]步骤二、在0-2.5ps范围内,以10fs为间隔逐渐调节两个子脉冲的延迟时间;同时,在延迟时间确定的情况下,从0-45度调节偏振角度与扫线方向的夹角;分别对金属镍表面进行加工;
[0068]步骤三、将步骤一与步骤二所得的加工结果进行颜色观测,制备相对应的工艺数据表格,确定每种颜色光的波长对应的金属镍表面形貌。
[0069]激光加工系统如附图1所示。飞秒激光器I产生飞秒激光脉冲经过经过第一半波片2、P偏振片3、第二半波片4后调整到合适的能量通过脉冲整形器5,被分为能量比为1:1的两束子脉冲。整形的激光脉冲经过第一二向色镜6、第三半波片7改变偏振方向,最后经物镜12聚焦到待加工样品13上,待加工样品13固定在六维移动平台14上。照明白光光源9经过分束镜10、第二二向色镜11、消色差双胶合平凸透镜12后照射到样本13。后反射光经消色差双胶合平凸透镜12、第二二向色镜11,被分束镜反射后经聚焦透镜15后入射到成像CCD中。其中飞秒激光器1、脉冲整形器5、机械开关8、移动平台14均由计算机控制。
[0070]实验过程中采用的飞秒激光器参数如下:飞秒激光系统采用美国
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