[发明专利]一种采用超快激光在靶材表面制备纳米栅格的方法及装置

权利要求书

1.一种采用超快激光在靶材表面制备纳米栅格的方法，其特征在于，包括以下步骤：

100、将靶材（9）固定在样品台（10）上；

101、半透半反镜a（1）将入射超快激光分为光路a与光路b；

102、光路a依次经半波片（2）与半透半反镜b（3）被分为光路a1与a2，光路a1经聚焦镜a（7）聚焦至靶材（9）表面的A部分；光路a2依次经反射镜c（6）与聚焦镜b（8）聚焦至靶材（9）表面的B部分；

103、光路b依次经过反射镜a（4）、反射镜b（5）与半透半反镜b（3）后被分为光路b1与光路b2，光路b1经聚焦镜a（7）聚焦至靶材（9）表面A部分；光路b2依次经反射镜c（6）与聚焦镜b（8）聚焦至靶材（9）B部分；

104、光路a1与光路b1、光路a2与光路b2形成两组同轴光路，并且先后垂直聚焦于靶材（9）表面，分别扫描出条纹方向互成一定角度的交叉式纳米栅格。

2.根据权利要求1所述的采用超快激光在靶材表面制备纳米栅格的方法，其特征在于，在步骤100中，所述靶材（9）为任意金属材料、半导体材料、高分子聚合物材料。

3.根据权利要求2所述的采用超快激光在靶材表面制备纳米栅格的方法，其特征在于，所述样品台（10）为二维运动台,所述样品台的运动速度和移动距离通过编制的计算机程序进行控制。

4.根据权利要求1所述的采用超快激光在靶材表面制备纳米栅格的方法，其特征在于，在步骤102中，半波片（2）改变了光路a与光路b的相对偏振方向，使两组同轴光路的相对偏振方向不同。

5.根据权利要求4所述的采用超快激光在靶材表面制备纳米栅格的方法，其特征在于，光路a1与光路b1、光路a2与光路b2之间相对偏振方向的角度能够调节为0°到90°，制备出纳米栅格的形状为不同角度及边长的棱形。

6.根据权利要求5所述的采用超快激光在靶材表面制备纳米栅格的方法，其特征在于，在步骤104中，光路a相对于光路b的时间进行延迟控制，以调节两组同轴光路相继到达靶材（9）的时间差，两组同轴光路在靶材上聚焦的光斑位置相隔的有效长度为激光聚焦光斑尺寸的整数倍。

7.一种实施权利要求1所述方法的装置，其特征在于，在入射光路上依次水平排列有半透半反镜a（1）、半波片（2）、半透半反镜b（3）与聚焦镜a（7），在反射光路上依次排列有反射镜a（4）、反射镜b（5）、所述半透半反镜b（3）、反射镜c（6）与聚焦镜b（8），所述聚焦镜a（7）与所述聚焦镜b（8）呈平行方式排列，并且分别对应靶材的A部分与B部分，所述靶材设置在样品台上。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，超快激光束入射至半透半反镜a（1）中，经半透半反镜a（1）将入射光束分为光路a与光路b，光路a依次入射至半波片（2）与半透半反镜b（3）中，经半透半反镜b（3）将光路a分为光路a1与光路a2，光路a1入射至聚焦镜a（7）中，聚焦镜a（7）的出射光束聚集至靶材（9）的A部分；光路a2经反射镜c（6）反射后入射至聚焦镜b（8）中，聚焦镜b（8）的出射光束聚集至靶材（9）的B部分；光路b依次经过反射镜a（4）与反射镜b（5）反射入射至半透半反镜b（3）中，经半透半反镜b（3）将入射光束分为光路b1与光路b2，光路b1入射至聚焦镜a（7）中，聚焦镜a（7）的出射光束聚集至靶材（9）的A部分；光路b2经反射镜c（6）反射后入射至聚焦镜b（8）中，聚焦镜b（8）的出射光束聚集至靶材（9）的B部分；光路a1与光路b1、光路a2与光路b2为同轴光路。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述半波片（2）改变了光路a与光路b的相对偏振方向，使得光路a1与光路b1、光路a2与光路b2的相对偏振方向不同；光路a1与光路b1、光路a2与光路b2之间相对偏振方向的角度能够调节为0°到90°，制备出纳米栅格的形状为不同角度及边长的棱形。

10.根据权利要求7至9中任一所述的装置，其特征在于，所述靶材为任意金属材料、半导体材料、高分子聚合物材料；所述样品台为二维运动台,所述样品台的运动速度和移动距离通过编制的计算机程序进行控制。