發(fā)布時間：2023-01-28 12:34

　　在自然界中,具備從納米到微米多尺度特征的微納復合結構賦予了生物表面獨特的光學、力學、潤濕性等性能。通過仿生學手段,制備與生物表面具有相似或更加優(yōu)異功能的人造織構具有廣闊的應用前景,但如何實現(xiàn)跨尺度表面織構的設計與高效制造仍然具有挑戰(zhàn)性。飛秒激光加工技術是最為前沿和最具潛力的微納加工技術之一,但利用傳統(tǒng)的高斯光束直寫加工方式難以形成多樣化、多尺度的微納復合結構。因此,本課題從材料表面多尺度微納復合結構的制備方法出發(fā),旨在利用飛秒激光直寫微納加工的優(yōu)點,致力于開發(fā)一種通過偏振態(tài)調(diào)控豐富激光誘導形成表面微納結構的多樣性的新工藝,并通過矢量光束的動態(tài)調(diào)控拓展加工的自由度。在矢量光束的基本原理及其描述方法的研究基礎上,利用波片和基于空間緩變結構的超表面偏振轉(zhuǎn)換器的偏振調(diào)制實現(xiàn)了高階龐加萊球光束與雜化偏振矢量光束,分析了波片級聯(lián)方式對偏振的影響及偏振態(tài)的演化規(guī)律�；趯肆抗馐褪噶抗馐乃雇锌怂箙⒘繙y試,分析了不同偏振態(tài)光束的偏振特性,驗證了矢量光束的實驗生成結果。以單晶SiC材料為研究對象,對飛秒激光誘導表面微納結構進行了實驗研究,并對其形成過程中激光與材料的相互作用機理進行了分析。通過與線偏... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 多尺度復合織構及其制備方法
        1.1.2 飛秒激光微納加工技術
        1.1.3 課題研究的目的和意義
    1.2 矢量光束生成及其微納加工研究現(xiàn)狀
        1.2.1 矢量光束的產(chǎn)生
        1.2.2 矢量光束微納加工
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡析
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 矢量光束的偏振特性及實驗生成
    2.1 引言
    2.2 偏振態(tài)的描述
        2.2.1 瓊斯矢量和瓊斯矩陣
        2.2.2 斯托克斯參量和龐加萊球
    2.3 矢量光束的產(chǎn)生
        2.3.1 徑向偏振和方位角偏振光束
        2.3.2 雜化偏振矢量光束
        2.3.3 高階龐加萊球光束
    2.4 矢量光束的測試
        2.4.1 斯托克斯參量測試原理
        2.4.2 不同偏振態(tài)的斯托克斯參量測試結果
    2.5 本章小結
第3章 飛秒矢量光束微納加工研究
    3.1 引言
    3.2 實驗裝置及實驗條件
        3.2.1 激光直寫微納加工系統(tǒng)
        3.2.2 實驗樣品及實驗條件
    3.3 單晶碳化硅表面微納米結構的演化規(guī)律與形成機制探究
        3.3.1 單晶SiC燒蝕特性分析
        3.3.2 脈沖重疊率對微納結構的影響
        3.3.3 偏振態(tài)對微納結構的影響
        3.3.4 SiC表面周期性微納結構形成機制探究
        3.3.5 SiC表面多尺度復合微納織構制備
    3.4 本章小結
第4章 矢量光束的動態(tài)調(diào)控及微納加工
    4.1 引言
    4.2 空間光調(diào)制技術基本原理
    4.3 理論分析與實驗過程
    4.4 結果與討論
        4.4.1 相位測量結果
        4.4.2 斯托克斯參量測試結果
    4.5 動態(tài)矢量光束的微納加工
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型矢量光場調(diào)控:簡介、進展與應用[J]. 潘岳,丁劍平,王慧田.  光學學報. 2019(01)
[2]線偏振光和圓偏振光下ZrO2和Al2O3陶瓷材料的飛秒激光燒蝕性能[J]. 張軍戰(zhàn),張媛敏,劉永勝,張穎,劉乾.  光子學報. 2018(06)
[3]電子動態(tài)調(diào)控超快激光微納制造[J]. 姜瀾,胡潔,王國燕,孟革,許永達.  中國基礎科學. 2016(05)
[4]線性、徑向和環(huán)向偏振飛秒激光誘導非晶合金周期性表面結構（英文）[J]. 李晨,程光華.  光子學報. 2016(08)
[5]飛秒激光加工SiC的燒蝕閾值及材料去除機理[J]. 趙清亮,姜濤,董志偉,樊榮偉,于欣,羅健.  機械工程學報. 2010(21)
[6]偏振光斯托克斯參量的測量和應用[J]. 程敏熙,何振江,黃佐華.  紅外與激光工程. 2006(S2)

博士論文
[1]新型4H-SiC紫外雪崩光電探測器的制備與表征研究[D]. 蔡小龍.南京大學 2018
[2]飛秒矢量光場空間調(diào)控及其在微納加工中的應用[D]. 婁凱.南開大學 2013

碩士論文
[1]表面功能性微納復合結構的飛秒激光加工[D]. 譚旭東.北京理工大學 2016



本文編號：3732599