[發明專利]一種飛秒激光制備SiO2

有效

• 申請號: 202110476522.9
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113182693B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 宋海英;盧美榮;劉世炳;王冰;王靚
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種飛秒激光制備SiO₂-金屬界面膨化微納結構的方法，其特征在于，將激光聚焦于SiO₂-金屬薄膜交界面處，利用飛秒激光直寫技術制備SiO₂-金屬界面膨化微納尺寸結構的方法；調節激光通量、掃描速度的加工參數，在SiO₂-金屬薄膜交界面形成燒蝕結構，在金屬膜面形成凸起結構；

飛秒激光穿過SiO₂照射到金屬薄膜表面時，金屬的表面電子瞬間吸收激光 能量，但由于界面對電子運動的限域作用，使得電子吸收的激光能量幾乎全部轉換成電子熱能，因此產生極高的熱壓力，當熱壓力大于金屬膜與SiO₂表面之間的結合力時，金屬膜受沖擊后產生背向玻璃的向外表面凸起的結構，即界面“膨化”結構。

2. 根據權利要求 1 所述的一種飛秒激光制備SiO₂-金屬界面膨化微納結構的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

（1）調試飛秒激光加工系統，一束飛秒激光經過連續可調中性密度衰減片之后，進入顯微加工系統，最后經數值孔徑N.A.=0.25、放大率為10倍的物鏡聚焦；

（2）實驗選用SiO₂-金屬薄膜作為樣品；選用SiO₂作為襯底材料，在SiO₂一側表面制備金屬薄膜，優選使用真空熱蒸鍍方式在SiO₂表面蒸鍍金屬薄膜；

（3）將鍍有金屬薄膜的玻璃襯底放置于樣品載物臺上進行水平調節，金屬膜面朝下與樣品載物臺貼合，將參數調節好的飛秒激光引入顯微加工系統，從玻璃襯底表面穿過玻璃襯底聚焦到玻璃與金屬薄膜交界面處進行掃描，得到SiO₂-金屬界面膨化微納結構；樣品聚焦位置及聚焦情況由CCD進行實時觀測；

（4）利用中性密度衰減片實現對脈沖激光能量的控制，通過控制程序對樣品載物臺進行操縱，實現對掃描速度、掃描間距的控制，得到加工參數與膨化微納結構尺寸相對應的參數數據庫。

3.根據權利要求 2 所述的一種飛秒激光制備SiO₂-金屬界面膨化微納結構的方法，其特征在于，所述樣品載物臺為三維運動臺，所述樣品載物臺的運動速度和移動距離通過編制的計算機程序進行控制。

4.根據權利要求2所述的一種飛秒激光制備SiO₂-金屬界面膨化微納結構的方法，其特征在于，所述的SiO₂襯底的厚度為1 ~ 10 mm，金屬薄膜的厚度為50 nm ~ 300 nm，所述金屬薄膜選自銀、銅、鋁薄膜或其中兩種金屬構成雙層金屬薄膜。