[发明专利]一种飞秒激光制备SiO2

权利要求书

1.一种飞秒激光制备SiO₂-金属界面膨化微纳结构的方法，其特征在于，将激光聚焦于SiO₂-金属薄膜交界面处，利用飞秒激光直写技术制备SiO₂-金属界面膨化微纳尺寸结构的方法；调节激光通量、扫描速度的加工参数，在SiO₂-金属薄膜交界面形成烧蚀结构，在金属膜面形成凸起结构；

飞秒激光穿过SiO₂照射到金属薄膜表面时，金属的表面电子瞬间吸收激光 能量，但由于界面对电子运动的限域作用，使得电子吸收的激光能量几乎全部转换成电子热能，因此产生极高的热压力，当热压力大于金属膜与SiO₂表面之间的结合力时，金属膜受冲击后产生背向玻璃的向外表面凸起的结构，即界面“膨化”结构。

2. 根据权利要求 1 所述的一种飞秒激光制备SiO₂-金属界面膨化微纳结构的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）调试飞秒激光加工系统，一束飞秒激光经过连续可调中性密度衰减片之后，进入显微加工系统，最后经数值孔径N.A.=0.25、放大率为10倍的物镜聚焦；

（2）实验选用SiO₂-金属薄膜作为样品；选用SiO₂作为衬底材料，在SiO₂一侧表面制备金属薄膜，优选使用真空热蒸镀方式在SiO₂表面蒸镀金属薄膜；

（3）将镀有金属薄膜的玻璃衬底放置于样品载物台上进行水平调节，金属膜面朝下与样品载物台贴合，将参数调节好的飞秒激光引入显微加工系统，从玻璃衬底表面穿过玻璃衬底聚焦到玻璃与金属薄膜交界面处进行扫描，得到SiO₂-金属界面膨化微纳结构；样品聚焦位置及聚焦情况由CCD进行实时观测；

（4）利用中性密度衰减片实现对脉冲激光能量的控制，通过控制程序对样品载物台进行操纵，实现对扫描速度、扫描间距的控制，得到加工参数与膨化微纳结构尺寸相对应的参数数据库。

3.根据权利要求 2 所述的一种飞秒激光制备SiO₂-金属界面膨化微纳结构的方法，其特征在于，所述样品载物台为三维运动台，所述样品载物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2所述的一种飞秒激光制备SiO₂-金属界面膨化微纳结构的方法，其特征在于，所述的SiO₂衬底的厚度为1 ~ 10 mm，金属薄膜的厚度为50 nm ~ 300 nm，所述金属薄膜选自银、铜、铝薄膜或其中两种金属构成双层金属薄膜。