[發(fā)明專利]一種超快激光加工和調(diào)制可重構(gòu)多階圖案化存儲的方法

在審

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• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114682905A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜瀾;張曉斌;韓偉娜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;G02B5/18;G02B27/28
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王松

1.一種超快激光加工和調(diào)制可重構(gòu)多階圖案化存儲的方法，其特征在于：通過不同參數(shù)的飛秒激光對相變材料表面直寫，實現(xiàn)多維圖案的信息存儲；通過二次直寫調(diào)制部分圖片信息亮度，實現(xiàn)多階亮度的圖案信息存儲；通過單脈沖輻照重構(gòu)已加工區(qū)域，實現(xiàn)可重寫的圖案信息存儲。

2.如權(quán)利要求1所述一種超快激光加工和調(diào)制可重構(gòu)多階圖案化存儲的方法，其特征在于：具體實現(xiàn)方法為：

步驟一：使用飛秒激光直寫加工系統(tǒng)，調(diào)整好激光重復頻率、能量和偏振方向，設(shè)置原點，設(shè)定直寫間距和加工速度，通過直寫加工得到圖案一，回到原點；

步驟二：調(diào)整偏振片角度，平移臺向激光直寫方向垂直的方向上運動二分之一的直寫間距，保持其余參數(shù)不變，通過直寫加工得到圖案二，回到原點；

步驟三：調(diào)整偏振片角度和激光能量，通過二次直寫部分的圖案一實現(xiàn)選擇性調(diào)制或擦除圖案一的目的；

步驟四：調(diào)整偏振片角度和激光能量，平移臺向激光直寫方向垂直的方向上運動二分之一的直寫間距，通過二次直寫部分的圖案二實現(xiàn)選擇性調(diào)制或擦除的圖案二的目的；

步驟五：調(diào)整激光能量，利用單脈沖對樣品已加工區(qū)域進行輻照，使加工區(qū)域由晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，實現(xiàn)樣品的可重構(gòu)加工。

3.實現(xiàn)如權(quán)利要求1或2所述方法的裝置，其特征在于：包括GST樣品、皮秒激光器、平凸透鏡、六維移動平臺、調(diào)節(jié)激光能量的衰減片、調(diào)節(jié)激光偏振的半波片、用于光路搭建的反射鏡、分束鏡、二向色鏡、shutter以及用于成像的CCD及照明光源；皮秒激光器產(chǎn)生的激光脈沖，經(jīng)過半波片、衰減片、第一反射鏡、第二反射鏡、shutter之后，被二向色鏡反射后經(jīng)過平凸透鏡聚焦后到表面，GST樣品固定在六維移動平臺上；照明白光源經(jīng)過分束鏡、二向色鏡，被分束鏡反射入射到成像CCD中。

4.如權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于：所述GST樣品厚度為100nm，所述平凸透鏡為焦距100mm的平凸透鏡，所述激光器為中心波長1064nm、脈沖寬度為9.3ps、重復頻率為1000Hz的皮秒激光器。

5.如權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于：能量的通量范圍為11.91-37.35mJ/cm²，偏振片角度選擇±10°及90°，加工速度為500μm/s。

6.如權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于：通過飛秒激光加工和調(diào)制可重構(gòu)多階圖案化存儲的具體加工參數(shù)為：用于產(chǎn)生寫入圖案信息的GST改性光柵的激光通量范圍為：11.91-16.98mJ/cm²，所用偏振片角度的選擇為：寫入圖案一時為10°，寫入圖案二時為-10°，在此范圍內(nèi)改性光柵寬度為不大于15微米；用于產(chǎn)生調(diào)制圖案信息的GST全晶化條的激光通量范圍為12.82-18.67mJ/cm²，所用偏振片角度為90°，在此范圍內(nèi)全晶化條寬度為不大于21微米，可選擇不同寬度的全晶化條對已加工的圖案信息進行調(diào)制；用于重構(gòu)圖案信息的單脈沖激光通量范圍為19.26-37.35mJ/cm²。