[发明专利]一种利用电子动态调控制备硅纳米线结构的方法

摘要

本发明涉及一种利用电子动态调控化学刻蚀辅助双脉冲飞秒激光贝塞尔光束可控加工硅纳米线结构的方法，属于飞秒激光应用技术领域。本发明通过对飞秒激光进行时域和空域整形，调控激光作用区域的局部瞬时电子动态(主要为自由电子密度分布)，从而调控被加工材料化学特性，实现高准直度的硅纳米线结构制备。与传统飞秒激光加工方法对比，利用电子动态调控化学刻蚀辅助双脉冲飞秒激光贝塞尔光束加工硅纳米线结构，纳米线准直度可提高数倍，其加工结构尺寸突破了光学衍射极限。

主权项

一种利用电子动态调控化学刻蚀辅助双脉冲飞秒激光贝塞尔光束可控加工硅纳米线结构的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一：产生飞秒激光脉冲，脉宽介于30飞秒到100飞秒之间；步骤二：调节激光能量：利用半波片‑偏振片组合调节激光能量，调整步骤一得到的飞秒激光脉冲能量，使得能量介于被加工样品的改性能量阈值与烧蚀能量阈值之间，且激光脉冲能量能够连续调节；步骤三：把步骤二所得到的飞秒激光脉冲利用轴棱镜方法空间整形为飞秒激光贝塞尔光束，进一步地，利用迈克尔逊干涉仪形成双脉冲飞秒激光贝塞尔光束，脉冲延时为t2，进行时域整形加工；步骤四：将被加工材料固定在六自由度移动平台上，调节移动平台使双脉冲飞秒激光贝塞尔光束通过20×物镜聚焦于被加工材料表面，控制移动平台带动被加工样品运动，利用激光聚焦点对样品进行动态扫描加工，形成线性改性区域；步骤五：将步骤四中双脉冲飞秒激光贝塞尔光束加工后的材料置于恒温特定浓度下的碱性溶液中，经刻蚀时间t1后，得到高质量硅纳米线结构，具有表面光滑、均匀、高一致性且高准直度的特点。