【摘 要】
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第三代半导体SiC具有宽禁带性质(2.40～3.26 eV)，可作为短波长发光材料应用于照明器件，然而SiC的间接带隙严重制约了SiC的发光性能，在室温下SiC的发光偏离近带边发射，并且发光效率受到了限制.针对这一特点，我们首次提出了利用超快激光表面改性方法实现对SiC发光性能的调控.我们根据激光诱导等离子体在空气环境下诱导生成与膨胀运动的性质，研究确定了表面改性过程的产生条件.采用皮秒脉冲超快激
【机 构】
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北京工业大学激光工程研究院,北京 100124
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第三代半导体SiC具有宽禁带性质(2.40～3.26 eV)，可作为短波长发光材料应用于照明器件，然而SiC的间接带隙严重制约了SiC的发光性能，在室温下SiC的发光偏离近带边发射，并且发光效率受到了限制.针对这一特点，我们首次提出了利用超快激光表面改性方法实现对SiC发光性能的调控.我们根据激光诱导等离子体在空气环境下诱导生成与膨胀运动的性质，研究确定了表面改性过程的产生条件.采用皮秒脉冲超快激光，使用功率密度达0.75 TW/cm-2的激光束诱导SiC表面产生激光等离子体，对SiC表面进行发光性能的改性研究.我们针对激光改性层的表面形貌、结晶性质、物质组成及成键状态等性质进行了表征，确定了SiC表面激光改性层是以缺陷态跃迁作为主要发光机理；并根据光谱测试结果给出了一系列相关缺陷的发光带，激发带及荧光寿命的信息.本研究可以为高功率超短脉冲激光在半导体与照明产业中的应用提供新的思路.
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飞秒激光器的发明极大地促进了物理、化学、生物等学科的发展。其超快、超强的特性，使得许多教科书上的公式已经不能描述飞秒激光脉冲与物质相互作用的过程。从而发展了众多的新理论，在此基础上发展了许多的新应用。我们在飞秒激光与晶体材料相互作用的主要工作有两方面：一是飞秒激光改性材料的制备、形成机理及其应用的研究；二是铁电晶体中飞秒脉冲激发太赫兹声子极化激元的研究。对于第一方面的研究，我们发展出了三维双温德鲁
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空芯光子晶体光纤(hollow-core photonic crystal fiber,HC-PCF)作为光纤光子学领域最重要的发明之一,自1999年被首次研制至迄今十多年的历程中,其独特的科学研究价值和实际应用潜力极大地推动了现代光科学的进步。一方面,作为一根可以弯曲的导光链路,空芯光子晶体光纤能够大大简化光路结构,消除衍射,将光约束在很小的横截面内长距离传输。另一方面,光沿着空芯光子晶体光纤的
随着微器件与系统不断向高性能、小型化方向发展，对加工尺度和加工精度提出了更高要求。飞秒激光因其极短的脉冲宽度和极高的峰值功率，与材料相互作用时呈现强烈的非热效应，被广泛应用于高精度微纳加工领域。晶体不同晶面物理、化学性能的微小差异会对微纳加工过程和效果产生明显影响，但目前针对不同晶面对飞秒激光与材料相互作用影响的研究涉及较少。本文选用(111)面和(100)面本征、P型和N型单晶硅作为研究对象，借
信息技术是当今世界经济社会发展的重要驱动力，在信息技术的发展进程中，硅基光电器件术扮演着越来越重要的角色，为晶硅功能性表面的研究开发提供了越来越多的契机和挑战。本研究介绍了实现晶硅不同表面物理性能的超快皮秒激光脉冲辐照的研究，获得了晶硅表面在陷光、超疏水以及特殊荧光和拉曼SERS信号增强等方面的新功能现象，并分析了其中不同功能相应的改性机理。研究着重分析了超快激光脉冲与硅相互作用过程中激光对材料表
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