[發明專利]一種利用激光制作金屬微納結構的系統與方法

有效

• 申請號: 201110214482.7
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102285635A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 段宣明;曹洪忠;賈雁鵬;陳述;董賢子;趙震聲
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

1.一種利用激光制作金屬微納結構的系統，包括：

第一激光光源，用于提供脈沖寬度為從納秒到飛秒范圍，重復頻率為1Hz-100MHz，波長調節范圍為157nm-1064nm的第一激光束；

用于調節第一激光束曝光能量的第一光衰減器；

第二激光光源，用于提供波長為300nm到1064nm的第二激光束；

用于調節第二激光束曝光能量的第二光衰減器；

光學聚焦組件，用于將第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦點；和

計算機控制的微移動臺。

2.根據權利要求1所述的利用激光制作金屬微納結構的系統，其特征在于，所述光學聚焦組件包括；

分別對第一激光束和第二激光束進行擴束的擴束透鏡，

用于將第一激光束和第二激光束疊加為沿同一光路行進的疊加激光束的二向色鏡和反射鏡，和

用于將疊加激光束聚焦的物鏡。

3.根據權利要求1所述的利用激光制作金屬微納結構的系統，其特征在于，所述計算機控制的微移動臺為三維微移動臺，三維微移動臺在x、y和z方向移動范圍為1nm-200mm。

4.一種利用激光系統制作金屬微納結構的方法，該激光系統包括提供第一激光束的第一激光光源，提供第二激光束的第二激光光源，用于將第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦點的光學聚焦組件，和計算機控制的微移動臺，其特征在于，該方法包括以下步驟：

將承載有金屬離子溶液的樣品置于所述微移動臺上，

將第一激光光源輸出的激光束調節至使所述金屬離子產生多光子效應以形成金屬納米顆粒的波長，

將第二激光光源輸出的激光束調節至使所述金屬納米顆粒產生表面等離子體吸收和光鑷作用的波長，

調節光學聚焦組件使第一激光束和第二激光束聚焦為同一焦點；

用聚焦的激光束照射所述金屬離子溶液，使激光束焦點在金屬離子溶液中移動，得到金屬微納結構。

5.如權利要求4所述的利用激光系統制作金屬微納結構的方法，其特征在于，承載有金屬離子溶液的樣品包括基片，施加在基片上的金屬離子溶液和放置在所述溶液上的輔助襯底。

6.如權利要求4所述的利用激光系統制作金屬微納結構的方法，其特征在于，所述基片是玻璃基片，石英基片，陶瓷基片，或半導體基片。

7.如權利要求4所述的利用激光系統制作金屬微納結構的方法，其特征在于，所述金屬離子溶液包括銀離子溶液，金離子溶液，鉑離子溶液，銅離子溶液，鐵離子溶液，鎳離子溶液，鈷離子溶液或鈀離子溶液。

8.如權利要求4所述的利用激光系統制作金屬微納結構的方法，其特征在于，所述金屬離子溶液進一步包括表面活性劑。

9.如權利要求4所述的利用激光系統制作金屬微納結構的方法，其特征在于，所述金屬離子溶液進一步包括n-癸酰肌氨酸鈉鹽，檸檬酸鈉，十六烷基溴化銨，十二烷基苯磺酸鈉，丁酸鈉，戊酸鈉，己酸鈉，辛酸鈉，癸酸鈉以及兩者以上的混合物。

10.如權利要求4所述的利用激光系統制作金屬微納結構的方法，其特征在于，所述調節光學聚焦組件使第一激光束和第二激光束聚焦為同一焦點進一步包括以下步驟，

將所述第一激光束和所述第二激光束調節為沿同一光路行進的疊加光束，

將所述疊加光束聚焦到同一焦點。

11.如權利要求4所述的利用激光系統制作金屬微納結構的方法，其特征在于，金屬微納結構是一維金屬微納結構、二維金屬微納結構或三維金屬微納結構。