CN1648715A - 在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用飞秒激光相干场在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法，其特征是采用飞秒激光或更短脉冲激光的相干场作用在导电玻璃的薄膜表面，控制激光的能量使其可消融导电玻璃表面的氧化铟和氧化锡薄膜而不会破坏基体，固定干涉的激光束，利用计算机操纵的三维平台控制导电玻璃样品的移动，在导电玻璃表面诱导出周期性导电微结构薄膜。该结构在传感器、微电子器件方面具有比较重要的用途。
Description
技术领域
本发明涉及导电玻璃，特别是一种利用飞秒激光相干场在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法。
背景技术
透明导电玻璃(ITO)被广泛用于制造液晶显示屏、电致发光屏、太阳能电池、触摸屏等离子体显示屏等高科技电子产品。尤其是当在导电玻璃表面形成二维周期性有序结构，更能提高其在化学传感器、生物传感器以及微电子器件方面的应用。
在先技术中“飞秒激光在金属薄膜上制备周期性微结构的方法”，专利申请号：03116837.x，利用激光相干技术在金属薄膜上制备了周期性微结构。
发明内容
本发明的目的是对在先技术工作的拓展和补充，提供一种在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法，我们采用两种飞秒激光相干场技术在ITO导电玻璃表面诱导分别制备了两种周期性的微结构：点阵结构和光栅结构。
本发明的方法是将飞秒激光光束，经透镜聚焦进行时间和空间上的相干迭加，并使之作用于导电玻璃表面的薄膜，进而产生周期性微结构。
本发明的技术解决方案如下：
一种在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法，其特征是采用飞秒激光或更短脉冲激光的相干场作用在导电玻璃的氧化铟和氧化锡薄膜表面，控制激光的能量使其可消融导电玻璃表面的氧化铟和氧化锡薄膜而不会破坏基体，固定干涉的激光束，利用计算机操纵的三维平台控制导电玻璃样品的移动，在导电玻璃表面诱导出周期性导电微结构薄膜。
所述的飞秒激光相干场是利用衍射分束器将飞秒激光光束分为五束，经过物镜聚焦作用于导电玻璃表面，在导电玻璃表面形成周期性点阵微结构。
所述的飞秒激光相干场是将单个的飞秒激光脉冲分成两束实现时间和空间上的相干，经透镜聚焦并作用于导电玻璃表面，在导电玻璃表面形成周期性的光栅微结构。
所述飞秒激光的脉宽小于100飞秒，波长在100nm～1000nm范围内。
附图说明
图1是本发明利用飞秒激光相干场在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法的装置图。
图中：1—相干激光束 2—透镜 3—导电玻璃样品 4—显微镜
图2是本发明利用飞秒激光相干场在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法在导电玻璃表面形成的周期性光栅微结构图形。
具体实施方式：
用以下实施例对本发明进一步说明，以便于对本发明及其优点的理解。
实施例1
先请参阅图1，图1是本发明在导电玻璃表面上诱导周期性微结构的装置的光路示意图。选用脉冲宽度为120fs的飞秒激光脉冲，波长为800nm，脉冲重复率为1Hz，脉冲能量为400μJ，通过分束片将光束以1∶1的比例分成两束，光束直径为5mm，两束光的相干借助于倍频晶体产生的二次谐波来实现，两束光的夹角为40°，用焦距为10cm的两个聚焦透镜将两光束聚焦在导电玻璃的氧化铟和氧化锡薄膜表面，控制激光的能量使其可消融导电玻璃表面的氧化铟和氧化锡薄膜而不会破坏基体，导电玻璃样品由计算机操纵的三维移动平台控制。用扫描电子显微镜观察激光诱导区，可以观察到光栅结构，如图2所示。
实施例2
选用脉冲宽度为120fs的飞秒脉冲，波长为800nm，脉冲重复率为1KHz，激光功率为200mW，通过衍射分束器将光束分成五束，其中中间一束的能量等于周围其它四束的四倍。用焦距为100mm的透镜将光束变为平行光，并利用一20×的物镜聚焦光束，控制三维移动平台使光束相干光斑作用导电玻璃的氧化铟和氧化锡薄膜表面，控制激光的能量使其可消融导电玻璃表面的氧化铟和氧化锡薄膜而不会破坏基体，固定干涉的激光束，利用计算机操纵的三维平台控制导电玻璃样品的移动，作用时间为10秒。用光学显微镜(100×/0.9物镜)可以观察到在干涉光斑区域内形成周期性点阵结构。
Claims (4)
1、一种利用飞秒激光相干场在导电玻璃表面诱导周期性微结构的方法，其特征是采用飞秒激光或更短脉冲激光的相干场作用在导电玻璃的薄膜表面，控制激光的能量使其可消融导电玻璃表面的氧化铟和氧化锡薄膜而不会破坏基体，固定干涉的激光束，利用计算机操纵的三维平台控制导电玻璃样品的移动，在导电玻璃表面诱导出周期性导电微结构薄膜。
2、根据权利要求1所述的在导电玻璃表面形成周期性导电的微结构薄膜的方法，其特征是所述的飞秒激光相干场是利用衍射分束器将飞秒激光光束分为五束，经过物镜聚焦作用于导电玻璃表面，在导电玻璃表面形成周期性点阵结构。
3、根据权利要求1所述的在导电玻璃表面形成周期性导电的微结构薄膜的方法，其特征在于所述的飞秒激光相干场是将单个的飞秒激光脉冲分成两束实现时间和空间上的相干，经透镜聚焦并作用于导电玻璃表面，在导电玻璃表面形成周期性的光栅微结构。
4、根据权利要求1或2或3所述的在导电玻璃表面形成周期性导电的微结构薄膜的方法，其特征是所述激光的脉宽小于100飞秒，波长在100nm～1000nm范围内。
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