[发明专利]一种碳化硅表面微结构白光发光图案的加工方法

摘要

本发明涉及一种碳化硅表面微结构白光发光图案的加工方法，该方法包括：使用皮秒激光对原材料进行扫描辐照，得到具有特定波纹状表面微结构图案；再使用紫外光辐照微结构图案获得激发的白光发光。本发明的有益效果为：激光能量、离焦量和扫描次数等参数的组合可以实现对SiC表面白光发光图案发光光谱较高的可控性，能在一定范围内对其发光光谱进行调制，实现接近太阳光的白光发光；采用编程语言及脚本语言，如VBScript脚本程序设计激光直写扫描路径，实现任意指定图案的激光直写，控制制备白光发光图案的形状；使用的激光扫描系统可对加工图案进行精确定位，且扫描速度可达2000mm/s，便于进行批量、大面积的加工。

主权项

1.一种碳化硅表面微结构白光发光图案的加工方法，其特征在于，该方法包括：步骤101：使用皮秒激光对原材料进行扫描辐照，得到具有特定波纹状表面微结构图案，所述皮秒激光的脉冲宽度小于等于10ps；所述微结构图案的特征为准周期性波纹状，其周期为10～120μm，波纹高度为10～120μm；步骤102：再使用紫外光辐照微结构图案获得激发的白光发光；其中，所述步骤101包括：步骤1011，原材料为碳化硅单晶基片，将其浸入去离子水浸泡超声清洗5～10分钟，使用气压为2bar的压缩空气吹干，置于干燥器中备用；步骤1012，启动计算机、高精度工作平台、激光器及其控制系统，使用VBScript脚本程序对任意指定图案进行直线填充：填充区域覆盖指定图案内的各单连通区域或复连通区域，填充方式是使用VBScript脚本程序编译的图像输出命令设定填充起始位置，从连通区域边界划竖直直线到另一端边界为止，使填充线段边缘包含连通区域的所有边界，相邻填充线段间的间隔相等；使用VBScript脚本程序编译的输出命令将各填充线段起始坐标位置输出为G代码，供激光扫描系统在扫描时调用；设定填充线间隔为10～100μm，激光扫描路径为填充图案的单向直线；步骤1013，将样品固定于高精度工作平台，设置激光焦点为样品表面以上2.5～3mm，定位激光扫描区域，固定工作台，使用激光器为波长为1064nm的皮秒激光器，沿步骤1012中设定之路径进行激光扫描，激光扫描速度为500～2000mm/s；步骤1014，将步骤1013中激光直写扫描后的碳化硅样品浸入去离子水中浸泡超声清洗5～10分钟，烘干后，得到具有白光发光性质的碳化硅微结构白光发光图案；所述步骤1013中，所述皮秒激光器的单脉冲能量为40～120μJ；重复频率为200～500kHz，离焦量为+2.5～3mm；所述激光扫描图案填充线间隔为10～100μm；所述激光扫描速度为500～2000mm/s，单一直线单向扫描次数为80～500次。