[发明专利]一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法

说明书

我们提出了一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法。该方法通过薄膜辅助，可以实现极深亚波长周期性结构的制备，其操作过程简单，制造成本低廉，可加工材料广泛，尤其是解决了对透明及超脆材料难以加工难题（可以极大的降低材料加工阈值），可实现入射激光波长四十分之一的极深亚波长周期性结构的制造，也可实现快速大面积阵列制备。

技术领域

本发明属于激光制造领域，具体涉及一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法。

背景技术

上个世纪人类最伟大的发明之一是激光，它极大地改变了我们生活。激光器从诞生以来，其在工业加工领域受到了广泛的关注，基于激光器的制造（如切割、打孔、焊接、除漆、除锈等）极大的提高了工业效率和加工精度和质量，且对推动智能制造也起着关键的作用。但普通的激光器加工材料仍存在很多问题，如加工端面粗糙、超精细加工困难、加工材料有限（尤其是对透明材料、超硬材料加工困难）等。光电子器件理论的迅猛发展，诸如超表面器件，新型拓扑光子结构器件等，迫切需要简单且高效的极小周期性结构的制造工艺。随着短脉冲激光器的出现，尤其是超短脉冲激光器（如皮秒激光器、超短脉冲激光器等）技术成熟，已经在激光材料加工领域开辟了一个新的路径。

目前制造极深亚波长周期性结构，主要通过深紫外的激光进行光刻实现，其设备昂贵且稀缺，制造工艺流程复杂，需要通过光刻机曝光后显影，刻蚀后，去胶才能得到周期性结构图案。因此迫切需要开发一种制备简单且制造成本低廉的极深亚波长周期性结构的方法。目前，利用超短脉冲激光诱导材料表面产生周期性的结构主要是在亚波长至深亚波长量级，对于极深亚波长周期性结构制备方法少有报道。

我们提出了一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法。该方法操作过程简单，制造成本低廉，可加工材料广泛，尤其是解决了对透明及超脆材料难以加工难题（可以极大的降低材料加工阈值），可实现入射激光波长四十分之一的极深亚波长周期性结构的制造，也可实现快速大面积阵列制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法，该方法通过超短脉冲激光辐照样品，实现极深亚波长周期性结构的制备。本发明通过薄膜辅助的超短脉冲激光刻蚀，通过激光扫描的方式在低阈值下获得了大面积的深亚波长周期性结构。

针对以上目的，本发明提供了一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法，主要包括以下步骤：

S101对待加工样品表面镀膜；

S102调节激光参数与扫描参数，对样品进行加工；

S103去除薄膜；

S104得到极深亚波长周期性结构样品。

上述一种利用一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法，其特征在于在样品表面镀制的一层薄膜，其薄膜材料种类与样品匹配，其厚度为百纳米到微米量级。

上述一种利用一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法，其特征在于镀制薄膜方法为样品表面沉积材料的物理或化学方法。

上述一种利用一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法，其特征在于所述激光器为超短脉冲激光器，包括其各种增益介质超短脉冲激光器，如染料超短脉冲激光器、光纤超短脉冲激光器、固态超短脉冲激光器。

上述一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法，其特征在于通过激光扫描实现大面积的极深亚波长周期性结构的加工。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明是加工极深亚波长周期性结构的全新方法，该方案对比其他极深亚波长周期性结构的加工手段来说，其操作过程简单，制造成本低廉，且该方法还可以极大的降低材料加工阈值。

附图说明

图1是本发明所述一种基于超短脉冲激光实现极深亚波长周期性结构的方法流程图；