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光与物质作用是激光问世以来人们一直致力于研究的主要方向之一。尤其是超快激光的出现,极大地加快和加深了人们对光与物质相作用的研究进程。在超快激光微纳加工领域,人们不断研制了多种新型光电器件和纳米材料并广泛应用于生物、工业、军事和光学等领域。另外,人们通过改变飞秒脉冲参数和加工环境等在材料表面研究诱导产生多种不同类型的微纳米结构。然而,如何近一步实现这些微纳结构的大面积快速制备和新型排布,对于深入了解其中物理机制和进一步推动其实际应用等具有重要意义。 在本实验中,我们采用线偏振飞秒脉冲照射单晶铜表面,通过控制样品的圆形扫描,获得了以同心圆环和径向发散形式进行分布的亚波长周期性微纳结构。随后我们对这些结构进行了分析,证明了光斑面积上不同位置处的条纹偏转角度与理论预测一致。主要内容和结果如下: 1.在本实验中我们通过自行设计和编制控制程序,成功实现了三维加工平台中任意两轴在平面内的圆形扫描。 2.单束飞秒激光垂直照射在材料表面,综合分析入射激光通量和脉冲重叠数目等参数对加工过程的影响,从而确立了形成条纹结构的合适实验条件。 3.实验获得了两种不同排列方式的微纳结构圆形加工区域:一种是亚波长条纹结构排列取向均指向圆心;另一种是亚波长条纹结构排列取向为同心环状。 4.我们研究了中心波长为400nm的飞秒激光在材料表面通过圆形扫描获得的微纳结构情况。 总体来说,线偏振飞秒激光在材料表面诱导产生一维亚波长光栅结构,我们通过软件编程和精密控制使其扩展到了二维空间分布,为将来加工制备光电器件和拓展其实际应用提供了新思路。