基于激光干涉烧蚀的硅表面微纳结构制备研究

基于纳秒激光双光束干涉烧蚀技术,辅助利用湿法腐蚀技术,并结合时域有限差分法,从实验和理论上分析研究了硅表面不同周期微纳结构的制备和形成机制。结果表明:波长为355 nm的纳秒激光,可在硅表面干涉烧蚀出600 nm以上周期的微纳结构;结构深度随功率或曝光时间的增加而加深,最大深度可达到激光的趋肤深度约50 nm;结构周期在曝光时间大于5 s时发生劈裂减半,最小可以得到300 nm的周期;通过时域有限差分(FDTD)的理论模拟发现,已形成结构对干涉光场的调制是结构劈裂的最主要原因。这些研究将在表面周期性微纳结构的制备、无掩模快速加工设备的研制、以及激光与物质的相互作用等方面有很大的应用前景。