一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法技术

本发明专利技术提供一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法，通过利用飞秒激光直接在被加工样品表面进行直写加工，在不破坏材料的情况下，通过对脉冲能量的精准控制，调控了被加工样品的多种不同物相，使得其表面产生多种具有不同晶态程度的一致性、均匀性极好的光栅结构，从而形成光学超表面；实现了超表面光栅加工的高效性，克服了FIB切割、电子束掩膜加工等加工方式所具有的加工成本昂贵、加工效率低以及加工周期长等弊端，克服了传统烧蚀加工中，结构均匀性、一致性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法
本专利技术涉及飞秒激光应用
，尤其涉及一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法。
技术介绍
超表面可以通过亚波长的微结构来调控电磁波的偏振、相位、振幅、频率等特性，是一种结合了光学与纳米科技的新兴技术。目前，随着微纳加工技术和数值模拟技术的不断进步，对光学超表面的研究已经发展到一个新的高度，它脱离了静态器件的研究范畴，而逐渐向新颖的动态可调谐光学器件的方向发展。GST(锗锑碲合金Ge2Sb2Te5)是一种相变材料，作为一种特殊的功能性材料，非晶态和晶态有着差异很大的光学常数n(折射率)、k(消光系数)，而这两种状态是可以通过飞秒激光诱导进行可逆转变的，且转变速度极快。这种非挥发性、光学可切换的全介电材料给动态可调谐光学器件的实现提供了可能。激光辐照材料表面会产生周期近似入射光波长的周期性微纳结构，飞秒激光的问世使得周期明显小于入射光波长的亚波长表面周期性微纳结构被人们发现，飞秒激光诱导表面周期性结构(LIPSS)为实现光栅超表面的加工提供了一种非接触性的高效加工方法。飞秒激光诱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法，其特征在于，包括：/n利用衰减片调节飞秒激光的能量，使其低于被加工样品的烧蚀阈值，且激光能量能够连续调节；/n利用半波片调整飞秒激光脉冲偏振方向与激光扫描方向的夹角α；/n将被加工样品固定在六维移动平台上，利用在成像光路之前的柱透镜搭配聚焦透镜对飞秒激光进行整形和聚焦，通过成像CCD的观测，调节六维移动平台使得飞秒激光聚焦到被加工样品表面；/n通过移动六维移动平台，使得被加工样品与飞秒激光焦点作相对运动，在被加工样品表面加工周期性微纳结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法，其特征在于，包括：
利用衰减片调节飞秒激光的能量，使其低于被加工样品的烧蚀阈值，且激光能量能够连续调节；
利用半波片调整飞秒激光脉冲偏振方向与激光扫描方向的夹角α；
将被加工样品固定在六维移动平台上，利用在成像光路之前的柱透镜搭配聚焦透镜对飞秒激光进行整形和聚焦，通过成像CCD的观测，调节六维移动平台使得飞秒激光聚焦到被加工样品表面；
通过移动六维移动平台，使得被加工样品与飞秒激光焦点作相对运动，在被加工样品表面加工周期性微纳结构。


2.如权利要求1所述的基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法，其特征在于，所述利用衰减片调节飞秒激光的能量，在被加工样品表面加工周期性微纳结构包括：
在飞秒激光脉冲重复频率固定，扫描速度固定，且保持激光脉冲偏振方向与激光扫描方向的夹角α固定，并且激光扫描的方向保持一致的条件下，在刚好低于烧蚀阈值的能量下，产生一个完整的晶态区域；随着激光脉冲能量下降到改性阈值，改性周期性条纹结构从垂直于扫描方向的直写区域的两端开始产生；能量继续降低到E1条件下，会产生完整的晶态周期性条纹结构；能量继续降低到E2条件下，完整的晶态周期条纹继续存在，此时被加工样品的光学常数相对于E1能量条件下的数值已经发生了变化；能量继续降到E3条件下，被加工样品的光学常数继续...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜澜，赵康，韩伟娜，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50