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针对飞秒激光诱导亚波长表面周期结构的多样化及其成形机理仍不清楚的现状,本文综合考虑了激光波粒二象性、经激光辐照后材料的光学/热力学特性以及改性后的材料对激光光场分布的影响等因素,建立了基于波粒二象性的量子等离子体模型,并利用该模型分析研究了单脉冲/多脉冲飞秒激光诱导表面周期结构的影响因素及调控方法。 本文的主要结论是: 1.利用基于波粒二象性的量子等离子体模型,对飞秒激光诱导亚波长表面周期结构的形成机理进行研究,研究结果表明:表面等离子体波是激光诱导亚波长表面周期结构产生的重要原因。 2.通过改变入射激光的通量可以调控激光光场分布、电子电离过程和烧蚀结构的大小。 3.烧蚀弹坑的深度、弹坑半径和亚波长表面结构的周期均随脉冲宽度的增加而减小。 4.材料的表面光栅结构对电子电离过程、激光光场分布以及烧蚀的表面形貌均有非常大的影响,通过改变光栅参数可以控制亚波长表面结构的周期。 5.随着飞秒激光脉冲个数增加,材料表面的条纹数逐渐增加,且周期越小。