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飞秒激光制备亚波长周期光栅及其光学特性-中国管理科学
第42卷 第1期 北 京 工 业 大 学 学 报 Vol.42 No.1
2016年 1月 JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OFTECHNOLOGY Jan. 2016
飞秒激光制备亚波长周期光栅及其光学特性
刘 嵩,刘世炳,董祥明,宋海英
(北京工业大学激光工程研究院,北京 100124)
摘 要:使用中心波长800nm、重复频率1kHz 的飞秒激光,在金属钨表面斜入射下制备了亚波长周期光栅结构,
在入射角为0º~80º时,光栅结构的周期为349~620nm. 利用表面等离子体激元的理论分析了在钨表面制备光栅
结构的过程,实验结果与理论符合较好. 利用严格耦合波分析方法计算了实验中得到的光栅结构的反射光谱,其吸
收增强波长大小与光栅结构周期相近. 研究结果表明:利用飞秒激光可以在金属表面直接诱导周期可控的光栅结
构,此光栅结构具有一定的应用前景.
关键词:飞秒激光;光栅结构;表面等离子体
中图分类号:TN249 文献标志码:A 文章编号:0254-0037(2016)01-0068-06
doi:10.11936/ bjutxb2015010019
Emtosecond Laser Fabricating Sub-wavelength Periodical
Grating Structures and Its Optical Properties
LIU Song,LIU Shibing,DONG Xiangming,SONG Haiying
(Institute of Laser Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)
Abstract:Sub-wavelengthperiodicalgratingstructuresontungstensurfacewasfabricatedbyfemtosecond
laserwhosecentralwavelengthis800nmandtherepetitionrateis1kHz. Theperiodofthestructureswas
349-620nm when the laser incidence angle was0º-80º. The formation of grating structures on tungsten
was discussed by surface plasmon polaritons theory and the result of experiment showed a good
agreement. The reflectance spectra of these grating structure was simulated by rigorous coupled wave
analysis method. The enhanced absorbtion peak was closed to the grating period. This study gives a
prospect of applications by femtosecond laser fabricating grating structures.
Key words:femtosecond laser;grating structures;surface plasmons
激光诱导周期性表面结构 (laser induced 能量在材料的烧蚀阈值附近时,可以在烧蚀区直接
periodical surface structures,LIPSSs)是飞秒激光与 诱导出周期小于激光波长的光栅结构. 近年来,世
物质相互作用研究的一个热点. 飞秒激光以其超短
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