[发明专利]一种宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法

权利要求书

1.一种宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、飞秒激光光源输出加工光源，入射进入光学扩束装置；

S2、所述光学扩束装置对所述加工光源进行扩束，扩束后的光源入射进入能量调节装置；

S3、所述能量调节装置对扩束后的光源进行能量调节，能量调节后的光源入射进入双脉冲产生装置；

S4、所述双脉冲产生装置输出空间上共线传输、时间上延迟、偏振方向相互垂直的飞秒激光双脉冲，所述飞秒激光双脉冲入射进入光束线聚焦装置；

S5、所述光束线聚焦装置对所述飞秒激光双脉冲进行空间聚焦后照射到样品移动扫描装置上的待加工金属的表面制备亚波长金属光栅，所述样品移动扫描装置通过控制所述待加工金属的平移速度来改变照射到所述待加工金属表面的重叠脉冲数目，进而控制所述待加工金属表面的微结构的形貌。

2.根据权利要求1所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述待加工金属的纯度大于99％，所述待加工金属表面的粗糙度为5-10纳米。

3.根据权利要求2所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述待加工金属为金属钨，纯度为99.95％，表面粗糙度为7.71纳米。

4.根据权利要求1所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述飞秒激光光源为掺钛蓝宝石啁啾脉冲放大激光器，输出光源的重复频率为1千赫兹,脉冲宽度为40飞秒，中心波长为800纳米，光斑直径为5毫米。

5.根据权利要求1所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述光学扩束装置由平凹和平凸透镜组成，所述平凹和平凸透镜的焦距分别为38.1毫米和125毫米，所述光学扩束装置输出的光源的光斑直径为15毫米。

6.根据权利要求1所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述能量调节装置由二分之一波片和格兰-泰勒棱镜组成，旋转所述二分之一波片的晶轴方向控制所述能量调节装置的输出光源能量的连续调节。

7.根据权利要求1所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述双脉冲产生装置为钒酸钇双折射晶体，入射进入所述双脉冲产生装置的光源的偏振方向与所述钒酸钇双折射晶体的光轴之间的夹角为30°或60°，所述双脉冲产生装置输出的飞秒激光双脉冲的能量比值为√3:1。

8.根据权利要求7所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述钒酸钇双折射晶体的厚度为1.684毫米，所述双脉冲产生装置输出的飞秒激光双脉冲的延迟时间为1.2皮秒。

9.根据权利要求1所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述光束线聚焦装置为平凸柱面透镜，所述平凸柱面透镜的直径为25.4毫米，焦距为50毫米，由熔融石英材料制成，所述光束线聚焦装置对所述双脉冲产生装置输出的飞秒激光双脉冲在与透镜母线垂直方向上进行空间聚焦。

10.根据权利要求1所述的宽束飞秒激光双脉冲制备亚波长金属光栅的方法，其特征在于，所述样品移动扫描装置控制所述待加工金属的平移速度，实现照射到所述待加工金属表面的光源的扫描速度为0.01-0.03毫米/秒。