[發明專利]光學各向同性晶體的濕法輔助-飛秒激光加工納米孔方法

在審

• 申請號: 202211399789.3
• 申請日: 2022-11-09
• 公開（公告）號: CN115747969A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳智;鐘理京;王宇瑩;楊弈;許貝貝;劉小峰;譚德志;馬志軍;邱建榮
• 申請（專利權）人: 之江實驗室;浙江大學
• 主分類號: C30B33/00
• 分類號: C30B33/00;C30B33/10;C30B29/04;C30B29/28;B23K26/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種光學各向同性晶體的濕法輔助-飛秒激光加工納米孔方法，其特征在于，方法針對所需加工的一塊光學各向同性晶體作為目標加工物，具體包括以下過程：

首先在目標加工物的一側上光學接觸放置比目標加工物厚度更厚的另一塊光學各向同性晶體作為球差增強輔助物，施加從球差增強輔助物到目標加工物方向的飛秒激光透射經過球差增強輔助物后入射并聚焦到目標加工物的內部，，進而在目標加工物的光學各向同性晶體內部自聚焦拉絲誘導材料局域改性而形成納米拉絲誘導區域；

然后將目標加工物采用特定的酸性溶液濕法刻蝕，使得納米拉絲誘導區域被刻蝕形成孔徑可控、高深-徑比的納米孔。

2.根據權利要求1所述的一種光學各向同性晶體的濕法輔助-飛秒激光加工納米孔方法，其特征在于：所述的目標加工物和球差增強輔助物的光學各向同性晶體的材料均選自YAG、LuAG、金剛石晶體等晶體材料中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種光學各向同性晶體的濕法輔助-飛秒激光加工納米孔方法，其特征在于：通過非球面鏡的聚焦物鏡將飛秒激光聚焦在作為目標加工物的光學各向同性晶體的內部任意相對位置處進行曝光，使得被曝光后的晶體局域空間材料的微觀原子排布和疏松程度發生改變，進而形成納米拉絲誘導區域。

4.根據權利要求1所述的一種光學各向同性晶體的濕法輔助-飛秒激光加工納米孔方法，其特征在于：所述納米孔的孔徑是由飛秒激光的輸出波長、脈寬、重頻、功率、曝光脈沖數等參數調控。

5.根據權利要求3所述的一種光學各向同性晶體的濕法輔助-飛秒激光加工納米孔方法，其特征在于：所述納米孔的深-徑比是由在作為目標加工物的光學各向同性晶體的折射率以及作為輔助物的光學各向同性晶體的厚度、聚焦物鏡的工作距離、飛秒激光的功率等參數調控。

6.根據權利要求1所述的一種光學各向同性晶體的濕法輔助-飛秒激光加工納米孔方法，其特征在于：所述采用酸性溶液進行濕法刻蝕，具體為：

首先，在目標加工物置于酸性水溶液的容器之前，將目標加工物的上下兩表面拋光至納米拉絲誘導區域暴露于表面；

其次，將目標加工物先后通過去離子水、丙酮、酒精分別超聲清洗；

然后，將目標加工物置于酸性溶液的容器中，將容器進行磁力攪拌下刻蝕；刻蝕結束后，再取出目標加工物先后通過去離子水、丙酮、酒精分別超聲清洗，即可獲得納米孔結構。