金膜表面光栅制备中飞秒激光参数的影响

高亚臣，李晓平

(黑龙江大学 电子工程学院，哈尔滨 150080)

0 引 言

近年来，人们对飞秒激光相干微纳制备技术开展了一系列研究，研究较多的是采用双光束干涉方法制备光栅结构[1-12]。获得双光束通常采用分束镜的方法[1-4]和利用衍射光栅获得干涉光[5-12]。其中，采用衍射光栅获得相干光的方法具有光路简单、稳定，光斑质量高，干涉区域大等优点[5]，被广泛采用。

2003年，Nakata Y等[6]通过在衍射光路中加入柱透镜的方法，采用波长为800 nm、脉宽为90 fs的飞秒激光在厚度为200 nm的金膜表面制备出周期为6.25 μm的光栅结构。同年，采用同样的装置在石英玻璃和丙烯中分别制备了周期为6.3 μm的光栅结构和孔洞结构[7]。2008年，Nakata Y等[8]采用多脉冲的飞秒激光在Cr膜表面制备了周期为1.2 μm的准周期光栅。2012年，Shumelyuk A等[9]采用脉宽小于100 fs、波长为600～760 nm的激光作为光源，用朗奇光栅运用自衍射的方法在Sn2P2S6上制备了周期为25 μm的光栅结构，并对其衍射效率进行了测试。目前，科研人员主要关注的是光栅刻蚀条纹与飞秒激光偏振态的关系[10]，获得栅距更小的光栅[11]，制备体光栅[3]等方面。对于相干技术制备微纳光栅的宽度、周期，以及其形貌方面还未有定量研究。因此，本文研究了飞秒激光参数与制备的光栅形貌间的关系，选用金膜作为制备光栅的材料，开展了飞秒激光相干诱导金膜表面微纳光栅的实验，探讨了在金膜光栅制备过程中飞秒激光参数的影响。

1 实验装置

飞秒激光干涉微加工的实验装置见图1。采用波长为800 nm、重复频率为1 kHz、脉宽……