[发明专利]基于飞秒双脉冲激光的金纳米棒增强整形方法及其系统

权利要求书

1.一种基于飞秒双脉冲激光的金纳米棒增强整形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)制备金纳米棒溶液，具体过程如下：

(1-1)合成金种子溶液：将摩尔浓度为0.01mol/L的四氯金酸溶液注入到摩尔浓度为0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，再将摩尔浓度为0.01mol/L的冰硼氢化钠溶液一次性加入，快速搅拌2～4分钟，得到金种子液，金种子液中四氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵和硼氢化钠的摩尔浓度分别为(0.3～0.5)mmol/L、(0.07～0.09)mol/L和(0.7～0.9)mmol/L；

(1-2)通过种子液生长法合成金纳米棒溶液：将摩尔浓度为0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液、摩尔浓度为0.01mol/L的四氯金酸溶液和摩尔浓度为0.01mol/L的硝酸银溶液混合并搅拌，再加入摩尔浓度为0.1mol/L的抗坏血酸溶液，得到混合液，混合液中十六烷基三甲基溴化铵、四氯金酸、硝酸银和抗坏血酸的摩尔浓度各为0.07～0.09mol/L、0.4～0.6mmol/L、0.06～0.07mmol/L和0.6～0.9mmol/L，在混合液中加入步骤(1)的金种子液，静置3小时，得到金纳米棒溶液，金纳米棒溶液中金种子液和混合液的体积比为1:(143～250)；

(2)搭建一个基于飞秒双脉冲激光的金纳米棒增强整形系统，该增强整形系统包括飞秒激光器、衰减片、第一分束镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、电控快门、二向色镜、玻璃器皿、磁力搅拌器、第二分束镜、照明灯和相机；其中，飞秒激光器、衰减片、第一分束镜、第一反射镜和第二反射镜构成共光轴，通过第一分束镜的脉冲序列依次经过第三反射镜和二向色镜，电控快门设置在第三反射镜和二向色镜之间，二向色镜一侧设置装有金纳米棒溶液的玻璃器皿和磁力搅拌器，二向色镜另一侧设置有第二分束镜、照明灯和相机组成的观测系统，飞秒激光器产生的飞秒激光脉冲经过衰减片调节能量后，通过第一分束镜产生两束激光，分别通过第一反射镜和第二反射镜改变传播方向，使得两束光再次通过第一分束镜，通过改变第一反射镜的位置，调整双脉冲序列的两个子脉冲间的时间间隔，得到所需的脉冲序列，整形得到的脉冲序列由第三反射镜改变传播方向，经过电控快门，再由二向色镜改变传播方向，最后辐照到装有金纳米棒溶液的玻璃器皿中,金纳米棒溶液由磁力搅拌器搅拌；

(3)利用金纳米棒增强整形系统将飞秒激光的单脉冲在时域上调制为包含两个子脉冲的飞秒激光脉冲序列，两个子脉冲的激光通量为0.2～2.1mJ/cm²，两个子脉冲之间的时间间隔为0.01～100ps，将包含两个子脉冲的飞秒激光脉冲序列引入到金纳米棒溶液，同时搅拌金纳米棒溶液，搅拌速度为300～800rpm，激光脉冲序列辐照时间为5～45min，通过控制脉冲序列的辐照时间，实现金纳米棒增强整形，改变金纳米棒的形状和长径比。

2.如权利要求1所述的金纳米棒增强整形方法，其特征在于，步骤(3)中，将飞秒激光的单脉冲在时域上调制为包含两个子脉冲的飞秒激光脉冲序列，相邻子脉冲之间的时间间隔为0.01～50ps。