[發明專利]一種飛秒激光在硅表面制備亞微米同心圓環的方法

有效

• 申請號: 202011185647.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112355483B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 姜瀾;劉威;胡潔;邱兆嶺
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/064;B23K26/0622
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.一種飛秒激光在硅表面制備亞微米同心圓環的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：將飛秒激光單脈沖垂直入射透過具有厚度的釩酸釔晶體，得到偏振方向互相垂直的具有一定脈沖延遲的飛秒激光雙脈沖序列，然后將飛秒激光雙脈沖的總能量密度調整到待加工樣品材料硅的燒蝕閾值的1.6倍至2.2倍范圍內；

步驟二：將步驟一中得到的飛秒激光雙脈沖序列通過光學透鏡垂直聚焦到待加工樣品材料硅表面，單點輻照，在輻照區域產生呈徑向分布的表面等離激元極化波，激光與徑向分布的表面等離激元極化波相互作用后，即可在樣品表面得到亞微米同心圓環結構。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟一中所述釩酸釔晶體的厚度的范圍應滿足如下要求：使得相應波長的飛秒激光單脈沖透過后產生的雙脈沖脈沖延遲范圍為0.5ps-1.5ps。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：釩酸釔晶體的光軸平行于入射表面，并且光軸與入射飛秒激光的偏振方向之間的夾角為45°。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二所述單點輻照時，使用的雙脈沖序列的個數為4個至6個。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二所述硅為晶面指數為（1 1 1）的單晶硅。

6.實現如權利要求1所述方法的裝置，其特征在于：包括：飛秒激光器、衰減片、釩酸釔晶體、第一反射鏡、第二反射鏡、光快門、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡和聚焦透鏡；飛秒激光器發射出的激光已經經過衰減片、釩酸釔晶體、第一反射鏡、第二反射鏡、光快門、第三反射鏡、第四反射鏡和第五反射鏡后，產生偏振方向互相垂直的具有一定脈沖延遲的飛秒激光雙脈沖序列，經透鏡聚焦后即可在硅表面制備出亞微米同心圓環。