高重复频率激光在非掺杂氧化铋玻璃中诱导TiO2晶体析出

使用聚焦后的800nm,150fs,250kHz的高重复频率飞秒脉冲激光研究它在非掺杂氧化铋玻璃内部三维选择性的诱导析晶. 通过拉曼光谱测定发现析出的晶体是TiO2且为金红石相.研究表明, 经过250kHz的飞秒激光辐照一段时间后,玻璃内部由于脉冲能量的连续累积会使得激光辐照区域出现热累积效应,达到玻璃的析晶温度后诱导晶体析出.通过连续移动激光束,可以实现连续刻写TiO2晶线,通过EDX测试显示聚焦区域出现了由于热累积效应而形成热驱动使得离子发生迁徙.实验结果表明这种方法适用于在透明介质材料中三维选择性刻写晶体以制备集成光学器件.     

飞秒激光诱导Li2O-Nb2O5-SiO2玻璃析晶拉曼谱研究

通过使用波长 800nm、重复频率 250kHz的飞秒激光脉冲聚焦进Li2O-Nb2O5-SiO2组分的玻璃内部,空间选择性诱导出铌酸锂微晶.为了进一步地研究辐照区域晶体的生长机制,使用显微拉曼光谱仪分析了玻璃样品辐照区域不同位置的结构变化.研究表明,在飞秒激光辐照一段时间后的聚焦区域,由于非线性效应和热累积效应形成了一个高温辐射梯度场,在激光辐照中心区域超过玻璃的析晶温度而促使玻璃熔融析晶.     

Ag掺杂对高重复频率飞秒激光诱导Gd_2O_3-MoO_3-B_2O_3玻璃析晶的影响

将800nm高重复频率250kHz的飞秒激光分别聚焦到掺Ag和没有掺Ag的Gd2O3-MoO3-B2O3玻璃表面,研究掺Ag对飞秒激光诱导析晶的影响.对激光辐照的区域显微拉曼分析发现对于没掺Ag玻璃,诱导玻璃析晶需要的激光功率和辐照时间比掺了Ag的玻璃要大要长,这说明Ag的掺入促进了玻璃的析晶.其机理可能为飞秒激光的多光子吸收效应,导致玻璃基质中桥氧键断裂,产生非桥氧空穴和自由电子,玻璃中的Ag离子捕获电离出来的电子被还原成Ag原子,Ag原子在热动力的驱动下移动聚集形成银纳米颗粒,形成的银纳米团簇作为核促进了钼酸盐玻璃的析晶.     

Ag掺杂对高重复频率飞秒激光诱导Gd2O3-MoO3-B2O3玻璃析晶

将800nm高重复频率250 kHz的飞秒激光分别聚焦到掺Ag和没有掺Ag的Gd2O3-MoO3- B2O3玻璃表面,研究掺Ag对飞秒激光诱导析晶的影响。对激光辐照的区域显微拉曼分析发现对于没掺Ag玻璃,诱导玻璃析晶需要的激光功率和辐照时间比掺了Ag的玻璃要大要长,这说明Ag的掺入促进了玻璃的析晶。其机理可能为飞秒激光的多光子吸收效应,导致玻璃基质中桥氧键断裂,产生非桥氧空穴和自由电子,玻璃中的Ag离子捕获电离出来的电子被还原成Ag原子,Ag原子在热动力的驱动下移动聚集形成银纳米颗粒,形成的银纳米团簇作为核促进了钼酸盐玻璃的析晶。     

飞秒激光作用下金掺杂硅酸盐玻璃的光致晶化研究

研究了金掺杂硅酸盐玻璃在飞秒激光辐照和热处理作用下的光致晶化行为，分析探讨了其机理和激光辐照条件的影响.吸收光谱测试表明玻璃内部析出金纳米颗粒. 金纳米颗粒掺杂玻璃在近共振纳秒脉冲作用下显示了强的光限幅效应, 且改变飞秒激光诱导参数可改变该复合玻璃的光学非线性. 关键词： 光致晶化 飞秒激光 金纳米颗粒 硅酸盐玻璃 光限幅     

不同烧蚀条件下飞秒激光脉冲诱导ZnO纳米结构研究

烧蚀条件对飞秒激光脉冲诱导氧化锌纳米结构有重要影响.研究了800 nm,150 fs,250 kHz的飞秒激光脉冲分别在空气中,去离子水中以及无水乙醇中垂直聚焦于氧化锌晶体表面,诱导形成不同形态的纳米结构.实验结果表明,在空气中利用飞秒激光脉冲辐照样品表面,形成了周期为180 nm的纳米线;在去离子水中辐照诱导形成了由氧化锌纳米线聚集而成的"纳米球";在无水乙醇中形成出现分叉结构的纳米线.拉曼光谱分析辐照前后晶体晶相结果表明,形成的纳米结构相对于辐照前特征峰437 cm-1强度有所下降,在570 cm-1处的峰值则显著增强.分析了在各种烧蚀条件下诱导形成纳米结构的演化过程以及物理机理.     

飞秒激光诱导TiO2金红石相变的激光显微拉曼光谱研究

利用激光显微拉曼光谱仪研究了近红外飞秒激光脉冲诱导TiO2金红石晶体所引起的相变.实验发现当激光的脉冲功率为1.0μJ/脉冲时,随着飞秒激光辐照脉冲数的增加,金红石相的Eg模式强度增强,而A1g模式强度减弱,飞秒激光的非线性效应在晶体内部诱导产生了色心;当激光辐照脉冲数为2.5×106时,锐钛矿石相出现;随着激光辐照脉冲数的增加,锐钛矿相的拉曼振动模式强度增强,金红石相的拉曼振动模式强度减弱.     

飞秒激光诱导硒化锌晶体表面自组织生长纳米结构

 以250 kHz高重复频率钛宝石飞秒激光聚焦到硒化锌晶体表面,利用扫描电子显微镜观测飞秒激光辐照后晶体的表面结构。发现线偏振激光辐照的区域形成了自组织周期性纳米结构,其周期为160 nm左右,并且可以通过改变激光的偏振方向调节纳米光栅结构的取向;当晶体相对于激光光束以10 mm/s速度移动,经激光扫描后,在晶体表面形成了长程类布拉格光栅。当飞秒激光光束为圆偏振光时,辐照区域形成均匀的纳米颗粒。     

飞秒激光刻写铌酸锂光波导的实验研究

研究了飞秒激光加工参量对刻写质量的影响,分析了激光能量吸收的多光子效应,测试了刻写通道的传输特性.实验结果表明,激光刻写的通道具有良好的波导特性：当激光脉冲能量在20 μJ左右,扫描速度在300 μm/s～400 μm/s之间时,刻写通道的传输损耗小于1 dB/cm,低于晶体的传输损耗,其原因是激光诱导锂离子的扩散引起了晶体内部局部折射率的增加.     

单次飞秒激光脉冲在玻璃内部产生多次微爆的研究

在入射能量不同的情况下，用近红外飞秒激光脉冲在重钡火石玻璃（ZBaF15）内部产生了色心和微爆，在熔融石英的内部产生了多次微爆现象.实验表明：入射能量较高时，色心的中间会产生微爆；在松聚焦条件下，一个飞秒激光脉冲在透明介质内会激发多次微爆.基于飞秒激光脉冲在透明介质内的自聚焦效应和自由电子等离子体的自散焦效应，理论分析了多次微爆产生的原因；也讨论了飞秒激光脉冲诱导玻璃折射率改变的机理.