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由于飞秒激光独特性能,近年来利用飞秒激光与材料作用,产生表面纳米结构的研究受到了广泛的关注。本文通过在不同条件的飞秒激光与材料作用,得出了烧蚀凹坑的面积随着激光能量的增加而增大,并且烧蚀面积与激光能量的对数呈线性关系的结论。验证了飞秒激光的脉冲累积效应随着脉冲次数的增加而减小。通过对比相同条件下,飞秒激光在打点和扫线模式下加工硅片后的表面形貌。发现,大面积周期性平行条纹结构(LIPSS)的形成主要是由聚焦后光斑的边缘区域引起的。提出了一种采用飞秒激光诱导ITO薄膜纳米结构的方法。这种方法通过在ITO薄膜上增加ZnO薄膜缓冲层并采用飞秒激光对薄膜烧蚀在ITO薄膜上获得了高分辨率的周期性表面结构(HSFL)。此时飞秒激光的频率为1kHz、脉冲宽度为130fs、波长为775nm。在飞秒激光能量为20mW和80mW时,在ITO薄膜上分别获得了周期约为176nm和237nm的HSFL。通过研究在ITO薄膜与硅基底上形成的周期结构的尺寸,分析了在ITO薄膜上HSFL的形成机理及其周期尺寸随能量的变化规律。这项工作为获得可控的ITO薄膜纳米结构提供了研究基础。在加工间距为50μm的平行线,飞秒激光脉冲能量为200μJ,加工速度为5mm/s的条件下,在304不锈钢表面制备了LIPSS,周期为670nm,深度为340nm。这种具有大面积纳米结构的不锈钢,在自然光下的不同角度时,出现不同的颜色。通过光谱仪测量其反射光与角度的关系,发现反射光峰值对应的波长与角度成线性关系。计算得出这种具有大面积纳米结构不锈钢的反射峰值波长与角度的变化速率M分别为5.0nm/deg.和11.1nm/deg.。定性的分析了这种彩色不锈钢的光学性能,为这种具有大面积LIPSS材料的工程应用打下了基础。