收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

飞秒激光制备微结构及在粒子操控中的应用研究

冉玲苓  
【摘要】: 飞秒激光具有超短的脉冲宽度和极高的脉冲峰值功率,在与材料相互作用过程中非线性过程占主导,能够空间选择性的进行各种微结构的诱导。近年来,利用飞秒激光在各种材料内部及表面写入光功能微结构受到越来越广泛的关注。激光捕获技术是利用光辐射力来捕获、移动和操纵微小粒子的先进技术,飞秒激光也可以作为光镊的光源,并且在实现粒子微纳操控的同时伴随着非线性现象的发生。在本论文中,主要开展了两个方面的研究工作:第一,我们提出了几种加工微结构的方法,同时给出了有关飞秒激光与材料相互作用过程的物理解释;第二,建立了单光阱飞秒光镊实验系统的基本装置。具体的工作总结如下: (1)飞秒激光在玻璃内部和晶体等透明介质中诱导自组装周期孔洞微结构并且能够在玻璃体内形成一条长细丝损伤结构。基于这一物理现象,我们结合利用飞秒激光在玻璃中直写计算全息图的方法,不需要任何的材料预、后处理可以在把光涡旋的计算全息图直写入玻璃体内,实现光学涡旋体光栅的加工。使用一束准值的He-Ne激光正入射到所加工的计算全息图上,再现出了光涡旋,一级衍射效率可达到19.6%。 (2)实验研究了飞秒激光烧蚀非晶合金和氧化锌的机理和损伤规律。对于非晶合金和氧化锌在飞秒激光作用后的微结构改变进行了场发射电子显微镜、X射线衍射和能谱分析的测试,研究了飞秒激光烧蚀非晶合金和氧化锌的形貌特征,重点讨论了飞秒激光烧蚀得到的近波长和半周期波纹状微纳米结构,从理论上分析了半周期结构的形状特征以及结构的成因。 (3)采用涡旋飞秒激光在非晶合金表面诱导微结构。研究了诱导得到的微结构随烧蚀条件变化的规律。我们发现多种微结构的分布与涡旋飞秒激光的强度分布有关系,可以通过改变涡旋飞秒激光的拓扑荷以及应用脉冲的条件控制表面微结构的分布。并对珊瑚状结构的形成提出了可能的解释。 (4)以高重复率飞秒激光器为光源,自行搭建建立了一套飞秒激光光镊操作系统。利用该系统分别实现了对人体血红细胞、酵母细胞的稳定捕获和操纵,对实验结果进行了对比和定性分析,并使用流体力学方法对酵母细胞的光阱力进行了定量的测量并给出计算结果,所得到的光阱力大小在皮牛顿量级。利用涡旋飞秒激光携带轨道角动量的特性,实现了涡旋飞秒激光对氧化铜粒子的旋转操控。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 覃岭,邓健,钟方川,张正泉;纳秒、飞秒激光脉冲下铝等离子体发射光谱及其空间特性的比较[J];中国激光;2000年01期
2 毛方林,邢岐荣,王锴,郎利影,李术新,柴路,王清月;飞秒激光光镊横向光学力的理论分析[J];光子学报;2004年05期
3 邢岐荣,毛方林,郎利影,王专,王锴,李术新,柴路,王清月;飞秒激光细胞显微操作系统的实验研究[J];中国激光;2004年06期
4 曹伟丽;肖诗洲;郭锐;程光华;黄文浩;;飞秒激光双光子微细并行加工方法[J];纳米技术与精密工程;2006年02期
5 辛建婷;刘国栋;;飞秒激光对半导体材料及器件烧蚀效应研究进展[J];激光与光电子学进展;2009年10期
6 罗震岳;刘旭;沈伟东;薛晖;顾培夫;章岳光;;新型色散补偿薄膜的初始结构设计方法[J];光学学报;2009年09期
7 辛建婷;;飞秒激光对金属材料表面烧蚀区的XRD分析[J];高能量密度物理;2006年04期
8 李士玲;韩培高;史萌;;飞秒激光刻写z切LiNbO_3晶体形成通道光波导[J];光电子.激光;2011年06期
9 邢岐荣,魏赫颖,王明伟,柴路,张伟力,王清月,苗绪红,李迎新;飞秒激光HpD双光子荧光法诊断癌症[J];中国激光;2000年08期
10 姜雄伟,邱建荣,曾惠丹,朱从善;飞秒激光诱导玻璃内析出BaTiO_3晶体[J];光学学报;2002年10期
11 张柏林,牟晓兰,王秀岩,楼南泉;吡啶团簇的飞秒光电离和从头计算研究[J];化学物理学报;2002年03期
12 雷安乐,黎忠,倪国权,徐至展;飞秒激光氘团簇聚变[J];物理;2000年05期
13 姜雄伟,朱从善,武四新,干福熹;玻璃在飞秒激光作用下的新现象[J];世界科技研究与发展;2000年01期
14 白光;飞秒激光的应用[J];激光与光电子学进展;2002年03期
15 周秦岭,刘丽英,徐雷,干福熹;近红外飞秒激光在纯石英玻璃中诱导产生点缺陷结构[J];激光与光电子学进展;2003年09期
16 徐妙华;李玉同;远晓辉;郑志远;梁文锡;于全芝;张翼;王兆华;魏志义;张杰;;飞秒激光与固体靶相互作用中产生表面电子的实验研究[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2006年02期
17 倪晓昌;孙琦;王清月;巫殷忠;杨丽;贾威;柴路;;飞秒激光与金膜作用的脉冲累积效应(英文)[J];纳米技术与精密工程;2007年02期
18 杨淞,姜波,沙国河,徐大力,楼南泉,解金春;用质谱和光电子能谱研究飞秒强场中的电离动力学[J];化学物理学报;2000年04期
19 胡湛,金明星,刘航,杨景,丁大军;飞秒激光惰性气体Ar原子多次电离过程的空间分辨研究[J];原子与分子物理学报;2004年04期
20 潘传鹏,周明,刘立鹏,蔡兰,刘会霞,任乃飞,高传玉,王亚伟;双光子微加工技术与应用研究[J];纳米技术与精密工程;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李苏宇;郭福明;杨玉军;金明星;丁大军;;超强飞秒激光在大气中传播的理论研究[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
2 陈安民;姜远飞;隋来志;刘航;金明星;丁大军;;飞秒激光照射双层金属薄膜的热分析[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
3 王攀;王晓雷;翟宏琛;胡浩丰;李璐杰;;飞秒激光在水中激发冲击波的超快数字全息诊断[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 吕晓华;刘秀丽;赵媛;曾绍群;;飞秒激光随机扫描双光子显微成像观测神经活动[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
5 杜广庆;陈烽;杨青;司金海;侯洵;;飞秒激光激发固体薄膜超快热弛豫特性研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
6 姚保利;雷铭;彭飞;严绍辉;;光学微操纵技术及其在生物学中的应用[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
7 江燕;;飞秒激光制瓣LASIK手术的术前宣教[A];2011年浙江省眼科学术会议论文集[C];2011年
8 王清月;张国雄;倪晓昌;;飞秒激光微纳米加工技术[A];全球化、信息化、绿色化提升中国制造业——2003年中国机械工程学会年会论文集(微纳制造技术应用专题)[C];2003年
9 赵恒;陈烽;刘贺炜;杨青;;大面阵微透镜阵列器件的飞秒激光三维微纳加工技术[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
10 孙小燕;胡友旺;段吉安;;飞秒激光加工光学器件研究进展[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵媛;飞秒激光刺激诱导星形胶质细胞钙信号及其通信研究[D];华中科技大学;2012年
2 王文君;飞秒激光金属加工中的形状及形貌控制研究[D];西安交通大学;2008年
3 许孝芳;飞秒激光作用下金属薄膜表面瞬态反射现象研究[D];江苏大学;2013年
4 陈洪云;飞秒激光与铁电晶体相互作用及波导耦合特性[D];上海交通大学;2008年
5 冉玲苓;飞秒激光制备微结构及在粒子操控中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 冉玲苓;飞秒激光制备微结构及在粒子操控中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 陈安民;飞秒激光辐照金属超快动力学过程研究[D];吉林大学;2012年
8 韩艳华;飞秒激光在玻璃和半导体表面诱导微结构[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 韩艳华;飞秒激光在玻璃和半导体表面诱导微结构[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 李岩;飞秒激光微纳加工制备研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姬兴国;飞秒激光金属表面着色技术研究[D];长春理工大学;2011年
2 李海军;飞秒激光对光电探测器损伤特性的研究[D];长春理工大学;2013年
3 高胜淼;飞秒激光制备硅基微结构的研究[D];曲阜师范大学;2014年
4 孙桂婷;基于飞秒激光双光子吸收的三维微纳加工系统的研究[D];吉林大学;2012年
5 刁凌天;飞秒激光材料表面宽光谱吸收微纳结构制备研究[D];长春理工大学;2013年
6 牛明生;飞秒激光对双折射晶体损伤机制的研究[D];曲阜师范大学;2010年
7 高海燕;液相环境下飞秒激光烧蚀金属靶材的机理[D];华中科技大学;2011年
8 蔡君古;飞秒激光与透明晶体作用机理及微加工可行性研究[D];曲阜师范大学;2012年
9 刘旭;利用飞秒激光成丝法光学新频率的产生及应用[D];长春理工大学;2014年
10 杨博思;碳氢分子的飞秒激光远程探测研究[D];吉林大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王迅;飞秒激光光学频率梳获国家科技进步二等奖[N];中国有色金属报;2010年
2 日经;飞秒激光切削加工技术将进入实用阶段[N];中国有色金属报;2003年
3 本报记者 杨蕾;在光的世界里驰骋[N];中国质量报;2010年
4 信息产业部电子信息产品管理司基础产品处处长 季国平;激光技术与产业:超越与创新[N];中国电子报;2003年
5 记者 殳慧平;全数字化飞秒激光手术在杭州受捧[N];杭州日报;2011年
6 常丽君;飞秒激光照相机可侧面取像[N];科技日报;2010年
7 ;超短脉冲激光投入广泛应用[N];科技日报;2002年
8 记者 于晶晶 通讯员 李洋;北京民众眼科医院落成[N];消费日报;2009年
9 本报特约通讯员 谷巍峰;术后视力:兵检中需关注的新问题[N];中国国防报;2008年
10 本报记者 吴德强;制造闪电 击落飞机[N];北京科技报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978