[發明專利]一種光驅納米顆粒的納米孔洞定點加工裝置及方法

有效

• 申請號: 202210431247.3
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114654116B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 岳亞楠;孫強勝;黃德釗;王建梅
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/60;B23K26/70
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 黃靖

1.一種光驅納米顆粒的納米孔洞定點加工裝置的加工方法，其特征在于，使用加工裝置對光驅納米顆粒的納米孔洞進行定點加工，所述加工裝置包括激光器、三維位移控制臺和拉曼信號探測器；附著有金納米顆粒的基底樣品放置于所述三維位移控制臺上，激光器發射激光依次經過短波截止片和物鏡照射金納米顆粒，調節激光器的能量密度和聚焦激光入射角度，精準控制所述金納米顆粒成為氣化核心產生的納米氣泡大小和氣泡移動方向，所述拉曼信號探測器設置于基底樣品正上方分析拉曼光譜用于表征基底樣品局部的加工溫度及其結構特征，實時調整激光器功率及其波長參數及金納米顆粒的尺寸，實現不同尺寸納米結構的熱加工；

所述加工方法包括如下步驟：

步驟S1.基底樣品表面親水處理和制備金納米顆粒檸檬酸鈉溶液；

步驟S2.將所述基底樣品放置于所述金納米顆粒檸檬酸鈉溶液中；

步驟S3.調節激光器激光能量密度、偏振態、波長和入射角度參數，精準控制以金納米顆粒成為氣化核心產生的納米氣泡大小和氣泡移動方向，實現對金納米顆粒在樣品表面附著、沉積的控制，進而實現了納米熱點分布和熱加工位置的精準控制；

步驟S4.將基底樣品多次放入酒精中使用超聲波清洗儀清洗，去除樣品表面多余的金納米顆粒使其潔凈，然后置于通風干燥箱烘干樣品；

步驟S5.激光照射金納米顆粒，金納米顆粒與基底接觸點附近產生的局域近電場增強，光吸收隨之增強，光熱效應對樣品表面熱加工；

步驟S6.拉曼信號探測器分析拉曼光譜的峰值、半高寬、強度，依據基底樣品拉曼位移系數得到樣品局部的加工溫度，特征峰表征樣品分子結構及其結構特征；

步驟S7.根據拉曼信號探測器反饋溫度和結構特征信號實時調整激光功率及其波長參數及基底樣品的金納米顆粒尺寸，實現不同尺寸納米結構的熱加工。

2.根據權利要求1所述的一種光驅納米顆粒的納米孔洞定點加工裝置的加工方法，其特征在于，所述步驟S7包括如下步驟：

步驟S71.判斷基底樣品拉曼位移系數得到樣品局部的加工溫度是否滿足熱加工的溫度,若是則執行步驟S74，若否則執行步驟S72;

步驟S72.在所述激光器發射激光的功率及波長范圍內調節激光器發射激光的功率及波長，判斷基底樣品拉曼位移系數得到樣品局部的加工溫度是否滿足熱加工的溫度, 若是則執行步驟S74，若否則執行步驟S73;

步驟S73.調節基底樣品的金納米顆粒尺寸，判斷基底樣品拉曼位移系數得到樣品局部的加工溫度是否滿足熱加工的溫度, 若是則執行步驟S74，若否則返回執行步驟S72;

步驟S74.判斷特征峰表征樣品分子結構及其結構特征是否滿足要求，若否則返回執行步驟S72;若是則結束。

3.根據權利要求1所述的一種光驅納米顆粒的納米孔洞定點加工裝置的加工方法，其特征在于，所述激光功率調節范圍為：0.35×10⁶ W/cm²-1.76×10⁶ W/cm²，激光波長調節范圍為400-700nm，脈沖時間5-20ps，周期10-30ns。

4.根據權利要求1所述的一種光驅納米顆粒的納米孔洞定點加工裝置的加工方法，其特征在于，所述金納米顆粒尺寸為60-80nm。

5.根據權利要求1所述的一種光驅納米顆粒的納米孔洞定點加工裝置的加工方法，其特征在于，所述激光器為連續-皮秒/納秒激光器。

6.根據權利要求1所述的一種光驅納米顆粒的納米孔洞定點加工裝置的加工方法，其特征在于，所述三維位移控制臺，控制部分由壓電陶瓷控制，調節精度均為10納米。