准分子激光器的光路系统及聚酰亚胺薄膜的制备方法技术方案

本发明专利技术提供一种准分子激光器的光路系统和具有周期性微纳结构的聚酰亚胺薄膜的制备方法，该准分子激光器的光路系统包括用于发出激光的准分子激光器以及沿激光的光路导通方向依次布置的能量衰减器、匀光器和样品平台，能量衰减器用于调节激光的能量大小；匀光器用于均匀分布从能量衰减器内射出的激光的能量；样品平台用于承载待激光辐照的样品，样品放置于样品平台朝向匀光器的一侧。本发明专利技术的准分子激光器的光路系统能够利用激光诱导材料的周期性表面结构，确定特定的参数范围后能使准分子激光辐照到聚酰亚胺薄膜表面，并在聚酰亚胺薄膜表面形成周期性微纳结构。

【技术实现步骤摘要】
准分子激光器的光路系统及聚酰亚胺薄膜的制备方法
本专利技术属于准分子激光
，尤其涉及一种准分子激光器的光路系统及及具有周期性微纳结构的聚酰亚胺薄膜的制备方法。
技术介绍
近几十年，利用激光技术在材料表面形成周期性结构以改善材料的某些性能引起了人们的极大兴趣。这些材料包括金属材料、无机非金属材料、聚合物以及它们的复合材料。聚酰亚胺相比于其他聚合物材料有着独特的优势：首先它含有大量的含氮五元杂环和芳环，这导致了它分子链刚性大，分子间作用力强；其次由于芳杂环的共轭效应，使得聚酰亚胺具有高耐热性、热稳定性以及高力学性能。这些优势让聚酰亚胺相较于其他聚合物来说有着更广泛的应用。但是利用激光技术在聚酰亚胺薄膜表面形成周期性结构的研究几乎为空白。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷或不足，本专利技术提供了一种准分子激光器的光路系统及具有周期性微纳结构的聚酰亚胺薄膜的制备方法，能够利用激光技术在聚酰亚胺的表面形成周期性结构以改善聚酰亚胺薄膜的物理性能。为了实现上述目的，本专利技术提供一种准分子激光器的光路系统，该准分子激光器的光路系统包括用于发出激光的准分子激光器以及沿激光的光路导通方向依次布置的：能量衰减器，能量衰减器用于调节激光的能量大小；匀光器，匀光器用于均匀分布从能量衰减器内射出的激光的能量；样品平台，样品平台用于承载待激光辐照的样品，样品放置于样品平台朝向匀光器的一侧。在本专利技术的实施例中，准分子激光器的光路系统还包括位于准分子激光器和能量衰减器之间的光路改变组件，光路改变组件包括多个间隔布置的全反镜，多个全反镜配合用于改变从准分子激光器发出的激光的光路路线角度。在本专利技术的实施例中，样品平台和匀光器之间还设置有掩模，掩模上开设有照射口，从匀光器射出的激光穿过照射口辐照到样品上。在本专利技术的实施例中，照射口对应样品的位置开设，且照射口的面积大于样品的面积，样品的正投影完全投射于照射口内。在本专利技术的实施例中，匀光器包括第一平凸镜以及位于第一平凸镜和能量衰减器之间的匀光片，第一平凸镜的平面侧朝向匀光片设置，匀光片的中心线和第一平凸镜的焦点重合。在本专利技术的实施例中，第一平凸镜和掩模之间还设置有第二平凸镜，第二平凸镜的焦点和第一平凸镜的焦点位于同一条直线上。并且，本专利技术还提出一种具有周期性微纳结构的聚酰亚胺薄膜的制备方法，聚酰亚胺薄膜表面周期性微纳结构的制备采用如上的准分子激光器的光路系统，具有周期性微纳结构的聚酰亚胺薄膜的制备方法包括步骤：S1：制备聚酰亚胺薄膜样品；S3：将聚酰亚胺薄膜样品固定于样品平台上；S2：设置脉冲激光参数；S4：打开准分子激光器，对聚酰亚胺薄膜样品辐照预设时间；S5：关闭准分子激光器，即得到具有周期性微纳结构的聚酰亚胺薄膜样品。在本专利技术的实施例中，制备聚酰亚胺薄膜样品的步骤包括：S11：将聚酰亚胺薄膜裁剪成预设大小的形状；S12：将裁剪好的聚酰亚胺薄膜放在无水乙醇中室温下超声清洗10分钟～15分钟；S13：将无水乙醇清洗后的聚酰亚胺薄膜放在去离子水中室温下超声清洗10分钟～15分钟；S14：取出聚酰亚胺薄膜并放入恒温箱中烘干，即得到聚酰亚胺薄膜样品。在本专利技术的实施例中，脉冲激光参数包括激光频率、能量密度和辐照时间。在本专利技术的实施例中，激光频率为10Hz，能量密度的范围为5mJ/cm-2～20mJ/cm-2，辐照时间的范围为5min～30min。通过上述技术方案，本专利技术实施例所提供的准分子激光器的光路系统具有如下的有益效果：首先安装用于发出激光的准分子激光器，然后再在沿激光的光路导通方向依次布置能量衰减器、匀光器和样品平台，即完成了准分子激光器的光路系统的组装。其中，能量衰减器用于调节激光的能量大小；匀光器用于均匀分布从能量衰减器内射出的激光的能量；当所有的设备组装好后，将待激光辐照的样品放置于样品平台朝向匀光器的一侧上，开启准分子激光器即可以对样品进行准分子激光辐照。本专利技术的准分子激光器的光路系统能够利用激光诱导材料的周期性表面结构，确定特定的参数范围后能使准分子激光辐照到聚酰亚胺薄膜表面，并在聚酰亚胺薄膜表面形成周期性微纳结构。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术准分子激光器的光路系统的结构示意图。附图标记说明1准分子激光器42第一平凸镜2光路改变组件43第二平凸镜21全反镜5样品平台3能量衰减器6掩模4匀光器61照射口41匀光片7样品具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。下面参考附图描述根据本专利技术的准分子激光器的光路系统。参见图1所示，在本专利技术的实施例中，提出一种准分子激光器的光路系统，该准分子激光器的光路系统包括用于发出激光的准分子激光器1以及沿激光的光路导通方向依次布置的能量衰减器3、匀光器4和样品平台5，能量衰减器3用于调节激光的能量大小；匀光器4用于均匀分布从能量衰减器3内射出的激光的能量；样品平台5用于承载待激光辐照的样品7，样品7放置于样品平台5朝向匀光器4的一侧。准分子激光是指受到电子束激发的惰性气体和卤素气体结合的混合气体形成的分子向其基态跃迁时发射所产生的激光。在组装准分子激光器的光路系统时，首先将准分子激光器1安装在预设的位置，准分子激光器1发出激光，在沿激光光路的导通方向依次布置能量衰减器3、匀光器4和样品平台5。能量衰减器3的目的一是为了减小原始激光脉冲的能量，二使通过改变衰减器内部镜片的角度来调节脉冲激光的能量大小。能量经过衰减后的激光沿光路方向进入到匀光器4中，匀光器4将高斯分布的激光脉冲变为高平波，并从匀光器4的出光侧发出能量均匀分布的激光，然后该激光均匀辐照到样品平台5上的样品7，在对样品7辐照一定时间后，以诱导样品7产生周期性表面结构。本专利技术的准分子激光器的光路系统能够利用激光诱导材料的周期性表面结构，确定特定的参数范围后能使准分子激光辐照到聚酰亚胺薄膜表面，并在聚酰亚胺薄膜表面形成周期性微纳结构。在本专利技术的实施例中，准分子激光器的光路系统还包括位于准分子激光器1和能量衰减器3之间的光路改变组件2，光路改变组件2包括多个全反镜21，多个全反镜21配合用于改变从准分子激光器1发出的激光的光路路线角度。其中，全反镜21的数量优选为两个，两个全反镜21配合将激光的光路路线改变180度。两个全反镜21沿上下方向垂直间隔布置，位于上方的全反镜21的焦点与准分子激光器1的中心线沿水平方向重合，位于上方的全反镜21的焦点和位于下方的全反镜21的焦点沿竖直方向重合，以使从准分子激光器1发出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准分子激光器的光路系统，其特征在于，所述准分子激光器的光路系统包括用于发出激光的准分子激光器(1)以及沿所述激光的光路导通方向依次布置的：/n能量衰减器(3)，所述能量衰减器(3)用于调节所述激光的能量大小；/n匀光器(4)，所述匀光器(4)用于均匀分布从所述能量衰减器(3)内射出的所述激光的能量；/n样品平台(5)，所述样品平台(5)用于承载待所述激光辐照的样品(7)，所述样品(7)放置于所述样品平台(5)朝向所述匀光器(4)的一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种准分子激光器的光路系统，其特征在于，所述准分子激光器的光路系统包括用于发出激光的准分子激光器(1)以及沿所述激光的光路导通方向依次布置的：
能量衰减器(3)，所述能量衰减器(3)用于调节所述激光的能量大小；
匀光器(4)，所述匀光器(4)用于均匀分布从所述能量衰减器(3)内射出的所述激光的能量；
样品平台(5)，所述样品平台(5)用于承载待所述激光辐照的样品(7)，所述样品(7)放置于所述样品平台(5)朝向所述匀光器(4)的一侧。


2.如权利要求1所述的准分子激光器的光路系统，其特征在于，所述准分子激光器的光路系统还包括位于所述准分子激光器(1)和所述能量衰减器(3)之间的光路改变组件(2)，所述光路改变组件(2)包括多个间隔布置的全反镜(21)，多个所述全反镜(21)配合用于改变从所述准分子激光器(1)发出的所述激光的光路路线角度。


3.如权利要求1所述的准分子激光器的光路系统，其特征在于，所述样品平台(5)和所述匀光器(4)之间还设置有掩模(6)，所述掩模(6)上开设有照射口(61)，从所述匀光器(4)射出的所述激光穿过所述照射口(61)辐照到所述样品(7)上。


4.如权利要求3所述的准分子激光器的光路系统，其特征在于，所述照射口(61)对应所述样品(7)的位置开设，且所述照射口(61)的面积大于所述样品(7)的面积，所述样品(7)的正投影完全投射于所述照射口(61)内。


5.如权利要求3所述的准分子激光器的光路系统，其特征在于，所述匀光器(4)包括第一平凸镜(42)以及位于所述第一平凸镜(42)和所述能量衰减器(3)之间的匀光片(41)，所述第一平凸镜(42)的平面侧朝向所述匀光片(41)设置，所述匀光片(41)的中心线和所述第一平凸镜(42)的焦点重合。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵嵩卿，谢玄，庄振国，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11