飞秒激光烧蚀透明材料特性

飞秒激光的超短超强特性使它在烧蚀透明材料的机制上与长脉冲有着本质的区别,飞秒激光的烧蚀闽值由导带内的自由电子数确定,在多光子电离和雪崩电离的基础上,模拟计算出不同脉冲宽度下,融石英的烧蚀闽值。     

飞秒激光烧蚀炸药的冲击压力数值模拟

飞秒激光能够在极短时间内烧蚀炸药产生高温高压等离子体,飞秒激光烧蚀炸药技术可用于精密加工炸药元件和安全处理废旧弹药.为深入探讨飞秒激光烧蚀炸药作用规律,采用非线性有限元计算方法,建立了飞秒激光烧蚀炸药过程的起爆计算模型,对飞秒激光烧蚀LX-17和LX-10两种炸药过程进行了数值模拟计算,获得了不同飞秒激光能量作用下等离子体和炸药中的压力分布规律.计算结果表明,在飞秒激光烧蚀炸药的过程中,烧蚀产物等离子体和激光作用区外附近炸药的初始压力较高,但是由于激光烧蚀区域极小,炸药内冲击波压力迅速衰减,没有发生起爆现象.     

利用双温模型理论分析飞秒激光烧蚀金过程

为了了解飞秒激光脉冲烧蚀金过程中的电子温度和晶格温度变化。利用显式有限差分法对飞秒激光脉冲烧蚀金的过程中电子和晶格的温度场进行一维数值计算。理论研究了不同激光脉宽和电声耦合系数对金属表层电子和晶格温度的影响,同时还研究了双脉冲激光烧蚀金过程中电子和晶格温度的变化。得出激光脉冲越短,加工热效应越小,多脉冲具有热累积效应。因此,为了实现飞秒激光冷加工,应该采用单个超短脉冲降低热效应。     

飞秒激光作用下单晶硅的吸收系数和烧蚀阈值

理论计算飞秒脉冲激光作用下,单晶硅的吸收系数和烧蚀阈值.当激光强度范围在1013~1014W/cm2之间时,详细分析了2个光子的吸收在等离子体形成过程中产生的重要作用,发现当等离子体数密度超过传统意义上的临界密度时,须采用薄膜光学的几何矩阵方法来计算单晶硅表面的吸收系数.在此基础上,依照材料的静电烧蚀机制计算单晶硅的烧蚀阈值,结果和实验数据符合的较好.     

PZT厚膜的制备及其热释电性能研究

相比薄膜而言,厚膜具有更明显的电学效应.PZT厚膜材料制成的器件不仅工作电压低、使用频率高、能与半导体集成电路兼容,而且电学性能优异(与体材料器件相近).PZT厚膜材料是典型的热释电材料,作者结合自己的研究工作分别从制备工艺、热释电性能的测试以及应用等方面,介绍了目前PZT厚膜材料在热释电器件的研究进展以及存在的问题     

飞秒激光脉冲倍频的实验研究

利用2mmKDP晶体对中心波长790nm、脉冲宽度75fs、晶体表面强度约1011W/cm2的超短超强激光脉冲进行了倍频实验研究。通过对基频脉冲能量及频率啁啾的优化,可以获得高于40%的能量转化效率。观测了基频脉冲频率啁啾对倍频光产生的影响,发现激光脉冲啁啾为零时对应的倍频转化效率最高;对于相同的光栅相对位置,正啁啾基频脉冲的倍频转化效率高于负啁啾。     

飞秒激光对酮类分子的作用

由于飞秒激光具有超快的特点。所以它对酮类分子的作用具有与纳秒激光不同的过程。本文简要叙述激光的发展及其对酮类分子的作用。     

飞秒激光与金属作用机理

对脉冲激光沉积过程中激光和金属作用的微观机制进行了深入分析.通过双温方程模拟得到飞秒激光作用金靶材温度随时间变化的图像.该图像反应出激光和金属表面及内部晶格作用特点.进一步分析得知,当晶格温度大于金属沸点时将会产生高能的等离子体.通过数值模拟找出了产生等离子体所需激光的能量阈值,这样能够帮助纳米材料的制备者选择激光,制备出优质的纳米薄膜.     

飞秒激光微通道加工研究进展

综述了基于飞秒激光微通道制造的研究现状,包括加工机理、工艺技术方面的研究进展,重点介绍了飞秒激光改性辅助化学刻蚀和液体辅助飞秒激光烧蚀两大主要制造方法上的研究成果,概述了目前面临的主要问题与挑战,展望了未来的发展趋势.     

飞秒激光在蓝宝石晶体表面加工微细结构的实验研究

由于蓝宝石晶体具有很高的硬度和耐磨蚀性,很难进行机械和化学腐蚀加工。笔者利用波长780 nm、频率1 kHz和脉冲宽度164 fs的飞秒脉冲激光在蓝宝石晶体表面进行了微细结构加工的实验研究。采用飞秒激光静态照射蓝宝石晶体表面,通过飞秒激光烧蚀孔的直径和脉冲能量的关系,计算了飞秒激光烧蚀蓝宝石晶体的两种烧蚀状态下的烧蚀阈值和有效烧蚀半径。通过直线扫描实验,在不同实验条件下在蓝宝石晶体表面加工微槽,获得微槽的宽度和深度与飞秒激光主要参数之间的关系。研究结果表明,微槽的加工表面可通过增加扫描次数而得到明显的提高,且扫描次数的增加对微槽的宽度和深度基本无影响。利用聚焦的飞秒激光束沿着轨迹扫描,在蓝宝石晶体表面加工出比较清洁的微小结构,可以为实现微结构的精密加工提供指导。     

Research on the technology of femtosecond laser micromachining based on image edge tracing

Aiming at fabrication of complex microstructures and micro-patterns, a kind of femtosecond laser micromachining technology based on the BMP image edge tracing was proposed. We introduced the general principle of this technology and discussed the implementation of the machining paths extraction, optimization, tracing and the feedback of the machining procession in detail. On the basis of this technology, control software for femtosecond laser micromachining was developed. Furthermore, we have accomplished the fabrication of complicated two-dimensional (2D) micro-patterns on a copper thin film. The results indicate that this technology can be used for digital control micromachining of complex patterns or microstructures at micron and submicron scales by femtosecond laser.     

飞秒激光激发磁性薄膜产生相干声学声子的研究

飞秒激光脉冲和磁性薄膜中的MnIr层相互作用激发了初始相位为90°,在薄膜中传播速度为4 300 m/s的相干声学声子,该声学声子的振动频率与激光能量密度无关,与该磁性薄膜总厚度成反比.相干声学声子的产生机理可能为飞秒激光激发磁性薄膜的电子,使电子温度急剧上升,随后由于激光吸收而强度减弱形成了一个瞬间的随深度增加而减小的电子温度梯度,使晶格在深度方向相干振荡,即激发了声学声子.另外,外磁场的变化对声学声子的频率的影响在实验误差范围内,说明磁相互作用和晶格中的电相互作用相比是非常弱的.     

飞秒激光和大功率激光的发展与应用

综述了激光技术的新发展和研究的热点,重点论述了飞秒激光技术的最新发展和它在生命科学、基因工程、信息科学、超微细加工及物理学等领域中的应用以及大功率激光技术的发展和它在国防军事领域中的应用。     

使用飞秒脉冲在熔融石英中进行的三维光数据体存储

通过啁啾脉冲放大技术,产生出脉冲宽度为200fs,波长为800nm的超短脉冲激光束,将这种激光脉冲紧聚焦到融熔石英体中,在聚焦点附近通过雪崩电离和多光子电离产生高密度的等离子体,并使等离子体吸收大量的激光能量,在局部产生微爆炸,形成微小的空腔,从而在融熔石英体中记录下三维数据.实验记录了20层存储数据,使存储密度达到3.75×1010bit/cm3.     

硅基PZT薄膜的制备与工艺损伤

以 Pb Ti O3(PT)作为种子层 ,在 Si衬底上用改进的溶胶凝胶法制备了 PZT薄膜 ,并用 RIE法刻蚀形成 MFM(金属铁电层金属 )结构的电容 ,以用于铁电随机存取存储器 (Fe RAM)中。测得 PZT薄膜相对介电常数、矫顽场和剩余极化强度分别为 10 0 0 ,30 k V/ cm和 16 μC/ cm2 ,漏电流在 0 .1n A / cm2 量级 ,达到 Fe RAM的应用要求。铁电膜与CMOS电路集成时对铁电膜的铁电性可能造成的工艺损伤(如刻蚀损伤、氢损伤和应力损伤等 )的物理机制进行了初步研究和讨论 ,并提出了一些初步的解决途径     

Determination of lead isotope compositions of geological samples using femtosecond laser ablation MC-ICPMS

Lead isotopic compositions of international silicate glasses, feldspar and copper-based samples are obtained using femtosecond laser ablation multiple collector inductively coupled plasma mass spectrometry (fLA-MC-ICPMS). Some international glass standards for the microanalysis are applied to evaluate the method reported here. The Pb isotopic composition of these NIST glasses (SRM 610, 612, 614), USGS (BHVO-2G, BCR-2G, BIR-1G and GSD-1G) and MPI-DING glasses (GOR132-G, KL2-G, T1-G, StHs60/80-G) agree well with recommended values in 2 s error. One of 15 copper-based metals is found to have homogenized Pb isotope data and can be used as an external calibration standard and quality control sample for chalcopyrite, ancient coins, etc., to trace the genesis of metal deposit and culture exchange among different dynasties (GBW02137, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 37.9661 ± 0.0005 (2 s), ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.5770 ± 0.0002 (2 s), ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 17.7462 ± 0.0002 (2 s)). We also prepared a feldspar glass to serve as the external calibration standard/QC for Pb isotope analysis using fLA-MC-ICPMS.     

PZT薄膜的结晶特性及红外特性

采用电子柬蒸发方法在n—Si（100）衬底上制备Pb（ZrxTi1-x）O3（简记为PZT）多晶薄膜．用X射线衍射分析了PZT薄膜的结晶择优取向与Zr／Ti成分比、生长温度、退火气氛和退火温度的关系．结果表明不同Zr／Ti比的薄膜在真空中退火都形成（110）择优取向;而在空气中退火后薄膜的择优方向与Zr／Ti成分比有关,Zr／Ti比值小时为（101）择优取向,Zr／Ti大时为（100）择优取向．红外吸收光谱的测量结果表明（100）和（110）择优取向的PZT薄膜在长红外波段（8～12um）存在较强的吸收峰,而（101）择优取向的PZT薄膜在这一波段没有明显的吸收峰．     

PZT薄膜的制备及特性

用电子束蒸发法在n-Si（100）衬底上制备了Pb（Zr0．52Ti0．48）03（PZT）多晶薄膜,研究了薄膜的表面形貌、结晶特性、红外吸收特性随生长温度和退火温度的变化关系,发现较高的生长温度有利于（101）方向晶粒的择优生长,较高的退火温度能促进（101）方向的晶粒向（110）方向的晶粒转变,（110）择优方向的薄膜对长红外波段的吸收比（101）择优方向的薄膜明显增强．