The invention discloses a device for fabricating large-area periodic Micro-Nanostructures by confluence interference of two femtosecond laser beams with cylindrical lenses. The device comprises a sample fixed on a precisely moving five-axis translation platform, a polarization direction is changed by a half-wave plate, and a Gauss beam output by a femtosecond laser source is divided into two beams of 1:1 intensity through a beam splitter, and two cylindrical lenses converge to form interference respectively. Laser power, polarization direction, two beams of light at the same time, shutter switch, sample moving direction and speed are completed by computer control system. The invention adopts a cylindrical lens convergence scheme to realize double beam interference, and can prepare regular and large area periodic fringe nanostructures. The invention has the advantages of convenient operation, high economic efficiency and strong anti-interference ability, and can be used to fabricate metal and semiconductor micro-nano grating structures on large surfaces, to control the optical properties of material surface, such as absorption, luminescence, coloring, and to control the surface wettability of material, such as shrinkage, oil, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种双飞秒激光束柱透镜汇聚干涉制备大面积周期微纳结构的装置
本专利技术涉及激光制备微纳结构
,尤其是一种双飞秒激光束柱透镜汇聚干涉制备大面积周期微纳结构的装置。
技术介绍
飞秒激光直写可以方便在金属、半导体、透明材料、聚合物等表面诱导周期纳米条纹、颗粒等结构,在材料表面性能调控方面有重要的应用,如超疏水表面、吸收与发光增强、金属表面着色、亚波长增透等。但是,通过直写的方式制备周期纳米条纹结构存在两个方面的问题。其一是制备大面积周期微纳结构时,出现许多交叉、分叉、断裂等条纹不规则等问题;其二是外激光直写加工速度慢,加工效率低。利用飞秒激光快速高效的制备规则的大面积周期性微纳结构是材料表面性能调控的一个重要技术手段,有助于进一步提高材料表面性能,推动飞秒激光诱导周期条纹在材料表面改性方面应用与推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供的一种双飞秒激光束柱透镜汇聚干涉制备大面积周期微纳结构的装置,本专利技术采用柱面透镜汇聚的方案实现双光束干涉,能够制备规则的、大面积的周期条纹纳米结构。通过沿Z轴干涉条纹方向移动样品,利用飞秒激光诱导自组织周期条纹生长的特性,可以制备宽度为光束直径的长条形光栅。进一步平移光束直径的距离,继续平行与长条形光栅反向移动样品,就可以制备大面积的规则光栅。本专利技术具有操作便捷,经济高效,抗干扰能力强等优点,可用于大面制备金属、半导体微纳光栅结构,对材料表面光学性进行调控,如吸收、发光、着色等,对材料表面浸润性进行调控,如疏缩水、油等。实现本专利技术的具体技术方案是:一种双飞秒激光束柱透镜汇聚干涉制备大面积周期微纳 ...
【技术保护点】
1.一种双飞秒激光束柱透镜汇聚干涉制备大面积周期微纳结构的装置,其特征在于,该装置包括:一个由飞秒激光光源(1)、电子快门(2)、第一衰减片(3)、半波片(4)构成的光源控制系统;一个由分光片(5)、第一高反镜(6)、延迟线(7)、第二高反镜(8)、第三高反镜(9)、第四高反镜(10)、第五高反镜(11)、第二衰减片(12)、第一柱透镜(13)及第二柱透镜(14)构成的双飞秒激光束同时干涉系统;一个由样品台(15)、五轴平移台(16)、带CCD的显微镜(17)及显微镜座(19)构成的样品加工与监测系统;一个由计算机(18)构成的控制系统;所述光源控制系统、双飞秒激光束同时干涉系统、样品加工与监测系统及控制系统整合在实验装置(20)上;其中,所述光源控制系统由飞秒激光光源(1)发生的高斯光束依次通过快门(2)、衰减片(3)及半波片(4);所述双飞秒激光束同时干涉系统将来自光源控制系统的高斯光束由分光片(5)分为两束激光脉冲,一束激光脉冲经过第一高反镜(6)、延迟线(7)、第二高反镜(8)及第一柱透镜(13)汇聚到样品台(15)上;另一束激光脉冲经过第三高反镜(9)、第四高反镜(10),第 ...
【技术特征摘要】
1.一种双飞秒激光束柱透镜汇聚干涉制备大面积周期微纳结构的装置,其特征在于,该装置包括:一个由飞秒激光光源(1)、电子快门(2)、第一衰减片(3)、半波片(4)构成的光源控制系统;一个由分光片(5)、第一高反镜(6)、延迟线(7)、第二高反镜(8)、第三高反镜(9)、第四高反镜(10)、第五高反镜(11)、第二衰减片(12)、第一柱透镜(13)及第二柱透镜(14)构成的双飞秒激光束同时干涉系统;一个由样品台(15)、五轴平移台(16)、带CCD的显微镜(17)及显微镜座(19)构成的样品加工与监测系统;一个由计算机(18)构成的控制系统;所述光源控制系统、双飞秒激光束同时干涉系统、样品加工与监测系统及控制系统整合在实验装置(20)上;其中,所述光源控制系统由飞秒激光光源(1)发生的高斯光束依次通过快门(2)、衰减片(3)及半波片(4);所述双飞秒激光束同时干涉系统将来自光源控制系统的高斯光束由分光片(5)分为两束激光脉冲,一束激光脉冲经过第一高反镜(6)、延...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹凯强,陈龙,冯朝鹏,蒋其麟,孙真荣,贾天卿,
申请(专利权)人:华东师范大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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