[发明专利]利用超快激光在靶材表面制备大面积微光栅的方法及装置

权利要求书

1.一种利用超快激光在靶材表面制备大面积微光栅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

100、通过改变超快激光的出射光路，以调整出射光束的能量以及偏振方向；

101、通过分光片组将改变光路后的偏振光束分为多路能量相等的分束光束；

102、通过柱面透镜组将出多路分束光束聚焦为能够在靶材表面形成微光栅结构的多路并行线性聚焦线光斑；

103、通过样品控制台对靶材的位置进行控制，使多路线性聚焦线光斑能够在靶材表面进行全面扫描，以形成大面积的微光栅结构。

2.根据权利要求1所述的利用超快激光在靶材表面制备大面积微光栅的方法，其特征在于，步骤100中包括以下步骤：

（a）、超快激光通过衰减片后，使出射光束的能量达到能够在靶材表面产生微光栅结构时的烧蚀阈值；

（b）、出射光束入射至半波片中，通过半波片将出射光束的偏振方向调整为与期望的微光栅条纹相垂直的方向。

3.根据权利要求1所述的利用超快激光在靶材表面制备大面积微光栅的方法，其特征在于，步骤101中，多个分光片采用水平方式呈等间距排列，所述分光片使镜片的法线方向与光束方向形成45°的夹角，以保证分束光束与入射光路相垂直，且透过的分束光束保持方向不变。

4.根据权利要求1所述的利用超快激光在靶材表面制备大面积微光栅的方法，其特征在于，在步骤102中，多个所述柱面透镜采用水平方式呈等间距排列并且与平台相平行，以使聚焦后的线性聚焦线光斑与平台相平行。

5.根据权利要求1所述的利用超快激光在靶材表面制备大面积微光栅的方法，其特征在于，在步骤103中，所述样品控制台对靶材的横向位置与纵向位置进行控制，将所述靶材的表面位于柱面透镜的焦线处，使多路线性聚焦线光斑能够在靶材表面进行全面扫描，以形成大面积的微光栅结构。

6.根据权利要求1至5中任一所述的利用超快激光在靶材表面制备大面积微光栅的方法，其特征在于，所述超快激光为不同波长的飞秒激光或皮秒激光。

7.一种实施权利要求1所述方法的装置，其特征在于，在超快激光的传播光路上依次设有衰减片、半波片、分光片组与柱面透镜组，所述衰减片、所述半波片、所述分光片组与所述柱面透镜组设置在同一平台上；

所述分束片组由多个水平方式并且呈等间距排列的分光片构成，所述分光片使镜片的法线方向与光束方向形成45°的夹角；

所述柱面透镜组垂直设置在所述分光片组后的光路上，所述柱面透镜组采用水平方式呈等间距排列并且与平台相平行的柱面透镜构成。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，由激光器输出的超快激光入射至所述衰减片中，经所述衰减片调整出射光束的能量；出射光束入射至半波片中，经半波片调整入射光束的偏振方向以形成偏振光束；偏振光束入射至分光片组中，经分光片组将偏振光束分为多路能量相同的分束光束；多路分束光束入射至所述柱面透镜组，经所述柱面透镜组将出多路分束光束聚焦为能够在靶材表面形成微光栅结构的多路线性聚焦线光斑。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，在所述柱面透镜组的后侧还设有靶材，所述靶材的表面位于柱面透镜的焦线处，所述靶材安装在样品控制台上。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述样品控制台由横向电控平移台以及安装在其顶部的纵向电控平移台构成，所述靶材安装在所述纵向电控平移台上。