一种利用飞秒激光加工金属氧化物纳米光栅的方法及系统技术方案

本发明专利技术属于飞秒激光加工技术领域，具体而言，涉及一种利用飞秒激光加工金属氧化物纳米光栅的方法及系统。本发明专利技术利用高重频飞秒激光作用下金属的局部氧化实现金属氧化物纳米光栅的单线直写，依赖于已生成金属氧化物纳米线对后续光场的局域化效应实现相邻纳米线间隙小于光的衍射极限，进一步实现周期小于衍射极限的金属氧化物纳米光栅加工。本方法确定了加工金属氧化物纳米光栅所用飞秒激光的波长、重复频率、脉冲宽度、激光脉冲能量通量以及扫描速度和扫描间隙的范围。本发明专利技术方法与现有的加工方法相比可实现超衍射极限、光栅周期在纳米级范围内的灵活可调的纳米光栅加工。级范围内的灵活可调的纳米光栅加工。级范围内的灵活可调的纳米光栅加工。

【技术实现步骤摘要】
一种利用飞秒激光加工金属氧化物纳米光栅的方法及系统


[0001]本专利技术属于飞秒激光加工
，具体而言，涉及一种利用飞秒激光加工金属氧化物纳米光栅的方法及系统。

技术介绍

[0002]光栅是很多精密光学仪器的核心器件，由大量平行等宽、等距狭缝(刻线)组成。通常被用来实现色散分光功能。近年来，光栅的作用不再局限于光谱学领域，天文学、量子光学、光通讯等诸多领域都需要光栅的参与。这些新的应用也对光栅的精度、灵活性提出了更高的要求，特别是纳米光栅的加工变得越来越重要。传统的纳米光栅加工方法包括机械刻划、全息光刻等，但以上方法存在过程复杂、难以控制等缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少一定程度上解决上述技术问题，基于专利技术人对一些事实和问题的发现和认识，飞秒激光是一种具有广泛应用前景的微纳加工方法，几乎可以对所有材料表面直接进行高精度的加工。利用飞秒激光直接烧蚀加工技术可以得到光栅结构，但由于光的衍射极限而使得两条相邻线容易发生重叠，因而无法用于纳米光栅的加工。
[0004]本专利技术的目的是提出一种利用飞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物纳米光栅，其特征在于，所述纳米光栅为凸起结构。2.一种根据权利要求1的金属氧化物纳米光栅的加工系统，其特征在于，包括：照明系统，用于对加工位置进行照明；成像系统，用于使加工过程成像到计算机的显示器上；加工光路，用于将飞秒激光脉冲聚焦到待加工金属片表面；所述加工光路、所述照明系统在经过超快激光反射镜后重合，所述成像系统与所述照明系统在待加工金属片与半透半反镜之间重合；控制系统，用于加工过程中控制所述加工光路中的二维扫描振镜运动，实现纳米光栅的加工；所述的二维扫描振镜和电控快门通过数据线与外接控制卡连接，所述的外接控制卡、精密电控平移台通过数据线与计算机连接，构成控制系统。3.根据权利要求2的金属氧化物纳米光栅的加工系统，其特征在于，所述照明系统中，照明光源发出的照明光依次通过半透半反镜、超快激光反射镜、二维扫描振镜、高倍物镜后照射到待加工金属片表面，构成照明系统。4.根据权利要求2的加工金属氧化物纳米光栅的系统，其特征在于，所述成像系统中，所述的待加工金属片表面反射的照明光依次通过高倍物镜、二维扫描振镜、超快激光反射镜、半透半反镜和成像透镜后照射到相机上，最终通过数据线成像到计算机的显示器上，构成成像系统。5.根据权利要求2的加工金属氧化物纳米光栅的系统，其特征在于，所述加工光路中，所述的高重频飞秒激光器出射的飞秒激光脉冲依次经过中性密度衰减片、电控快门、超快激光反射镜、二维扫描振镜和高倍物镜后聚焦到待加工金属片表面，构成加工光路。6.一种根据权利要求1的金属氧化物纳米光栅的加工方法，其特征在于，包括：搭建一个根据权利要求1所述的金属氧化物纳米光栅的加工系统，该系统中，照明光源发出的照明光依次通过半透半反镜、超快激光反射镜、二维扫描振镜、高倍物镜后照射到待加工金属片表面，构成照明系统；待加工金属片表面反射的照明光依次通过高倍物镜、二维扫描振镜、超快激光反射镜、半透半反镜和成像透镜后照射到相机上，最终通过数据线成像到计算机的显示器上，构成成像系统；...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜澜，闫剑锋，乔明，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：