[发明专利]一种飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的装置和方法

权利要求书

1.一种飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的装置，其特征在于，包括

光源(1)，其用于产生飞秒激光脉冲；

电子快门(2)、第一半波片(3)和格兰棱镜(4)，其依次设置在光源(1)的光路上，第一半波片(3)用于调节飞秒激光脉冲的能量，格兰棱镜(4)用于调节飞秒激光脉冲的偏振方向；

分束片(5)，其设置在格兰棱镜(4)的末端，用于将飞秒激光脉冲分成透射光束(A)和反射光束(B)；

在透射光束(A)的光路上设有第一反射镜(6)，第一反射镜(6)用于将透射光束(A)反射至延时光路系统(7)，在延时光路系统(7)的末端设有第二反射镜(8)，在第二反射镜(8)的反射光路上依次设置有第二半波片(9)、第一四分之一波片(10)和第一汇聚透镜(11)；

在反射光束(B)的光路上设有第三反射镜(12)，在第三反射镜(12)的反射光路上设有第四反射镜(13)，在第四反射镜(13)的反射光路上设有第五反射镜(14)，在第五反射镜(14)的反射光路上依次设有第三半波片(15)、第二四分之一波片(16)和第一汇聚透镜(17)；

样品(18)设置在透射光束(A)和反射光束(B)的末端，透射光束(A)和反射光束(B)在样品(18)上共焦。

2.根据权利要求1所述的飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的装置，其特征在于：所述透射光束(A)和反射光束(B)的能量之比为1:1。

3.根据权利要求1所述的飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的装置，其特征在于：所述延时光路系统(7)包括若干反射镜，透射光束(A)由经由所有反射镜后达到第二反射镜(8)。

4.一种飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)调节格兰棱镜(4)，确定飞秒激光脉冲的偏振方向；旋转第一半波片(3)，使得飞秒激光脉冲的能量衰减至样品的破坏阈值以下；

2)测量透射光束(A)和反射光束(B)到达样品(18)的时间差，调节延时光路系统(7),使得透射光束(A)和反射光束(B)同时到达样品(18)，并在样品(18)上制备周期纳米结构。

5.根据权利要求1所述的飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的工艺，其特征在于，通过调节第二半波片(9)和第一四分之一波片(10)改变透射光束(A)的偏振方向、通过调节第三半波片(15)和第二四分之一波片(16)改变反射光束(B)的偏振方向，以获取若干种透射光束(A)和反射光束(B)的偏振组合，每种偏振组合具有对应的干涉光强分布和偏振分布。

6.根据权利要求5所述的飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的工艺，其特征在于，所述透射光束(A)和反射光束(B)的偏振组合包括同向线偏振光、同向圆偏振光、正交线偏振光、正交圆偏振光组合。

7.根据权利要求1所述的飞秒激光双光束干涉制备周期纳米结构的工艺，其特征在于，所述样品(18)为金属、半导体或电介质。