[发明专利]利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的解决方案

权利要求书

1.一种利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的样品，其特征在于，从底层往顶层依次包括基底、金属薄膜层、介质隔离层和金属纳米岛层。

2.根据权利要求1所述的利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的样品，其特征在于，所述基底起支撑作用，采用玻璃或硅片的硬质平整材料；金属薄膜层厚度在100nm以上，采用金、银、铂金或铝的金属材质，通过蒸镀或离子溅射的方法镀在所述基底上；介质隔离层为柔性材料或硬质材料，柔性材料是有机物薄膜，包括PMMA、PVP或PVA，通过在所述金属薄膜层上使用甩膜机制备，控制甩膜转速和甩膜时间实现不同膜的厚度；硬质材料是玻璃或陶瓷，包括氧化硅、氧化铝、氮化钙或碳化钙，通过蒸镀或化学气相沉积的方法制备；金属纳米岛层通过粒子溅射的方法制备，采用金、银、铂金或铝的金属材质，在所述介质隔离层上通过调整溅射的时间和电流控制金属纳米颗粒的大小。

3.一种利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的激光直写装置，其特征在于，包括权利要求1-2任一所述的样品，还包括飞秒激光系统、激光偏振调整装置、快门、激光聚焦装置、微钠位移台以及安装激光直写控制程序的PC机；

所述样品放置在所述微钠位移台上，所述样品的金属纳米岛层朝向激光聚焦装置的物镜口；

所述飞秒激光系统输出飞秒脉冲锁模激光，所述激光偏振调整装置用于产生飞秒脉冲锁模激光的不同偏振态；输出不同偏振态的偏振光进过快门耦合进入激光聚焦装置的物镜，聚焦在所述金属纳米岛层表面；激光作用在所述样品的金属纳米岛层上，利用飞秒脉冲锁模激光的高能量重塑金属纳米岛变成金属纳米颗粒，并呈现出规则的排列，形成纳米光栅结构，实现纳米级刻印；

所述激光直写控制程序控制微钠位移台的移动，使得激光作用在设定的区域，所述激光直写控制程序控制快门的开关，快门控制激光的通断，实现单个像素和非连续区域的直写。

4.根据权利要求3所述的利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的激光直写装置，其特征在于，所述激光偏振调整装置包括1/2玻片和1/4玻片，飞秒脉冲锁模激光依次经过1/2玻片和1/4玻片，旋转两个玻片得到不同组合，调控出不同偏振态的偏振光。

5.根据权利要求3所述的利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的激光直写装置，其特征在于，改变飞秒脉冲锁模激光的波长，以使得不同波长激光对金属纳米岛的重塑和刻印的强弱不同，最终形成的形貌也不同，以此控制图案呈现不同的颜色；

改变飞秒脉冲锁模激光的功率，以使得不同功率激光对金属纳米岛的重塑和刻印的强弱不同，最终形成的形貌也不同，以此控制图案呈现不同的颜色；

改变飞秒脉冲锁模激光的偏振态，以使得不同偏振方向的激光对所述的金属纳米岛的重塑成金属纳米颗粒的取向和刻蚀后的排列方向不同，以此控制图案呈现不同的颜色。

6.根据权利要求3所述的利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的激光直写装置，其特征在于，所述激光直写装置将需要刻印的二值图像按颜色进行拆分，将拆分的图像导入所述激光直写控制程序，每张拆分的图像根据颜色不同设定一组激光波长、激光功率、激光偏振方向的参数，再由所述激光直写控制程序联动快门的打开和关闭、微钠位移台移动样品，完成图案在样品上的刻印。

7.根据权利要求3所述的利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的激光直写装置，其特征在于，设置微钠位移台移动的步长调节像素的大小，实现分辨率的调节。

8.一种利用激光偏振态实现纳米光栅刻印的检测机构，实现颜色对偏振的敏感响应，其特征在于，所述检测机构包括第一自然光光源、第一可调检偏器和第一观察装置；

将第一自然光光源照射的入射自然光垂直照射在激光刻印的图像上，在反射光路上放置第一可调检偏器，调节第一可调检偏器的透光轴的角度，使得不同偏振方向的反射光透过，通过第一观察装置观察刻印的图像在不同检偏角度下图案的颜色变化。