文档介绍：内容摘要本论文主要对飞秒激光加工微光学元件进行了研究。由于飞秒激光脉冲具有持续时问短,峰值功率极高、聚焦能力强等特性,在激光加工领域飞秒激光表现出独特的优势,能够得到更高的加工精度和加工稳定性。近几年,各国科学家在飞秒激光材料微加工领域进行了大量理论和实验研究。E秒激光材料精细加工已经成为飞秒激光很重要的应用之一。我们建立了两套飞秒激光直写系统并剥用所建系统加工微光学元件。弧套系统分别是飞秒倍频激光直写系统和飞秒激光直写系统。前者利用飞秒脉冲激光的倍频光对光刻胶的光化学作用加工微光学元件,充分利用了光刻胶的感光范围一紫外区域并发挥飞秒激光材料加工的优越性;后者直接利用1{1秒激光对光刻胶的烧蚀作用加工微光学元件。本研究主要取得以下方面的进展:。我们首次利用低功率飞秒激光倍频光与光刻胶发生作用进行微光学元件加工。以Ti:sapphire飞秒激光振荡器作光源,。的BBO倍频晶体;采用倒装望远会聚系统与聚焦系统相结合的光学系统:利用LabVIEW语言编写了各种光棚程序控制二维移动平台。利用所建的飞秒激光倍频光直写系统,在实验上获得了周期为62p_m,线宽为49in的光栅。同时,我们采用重叠写入的方式加工得到周期为2489m,线宽为959in的光栅。列于实验结果的分析,采用了光学显微镜、台阶仪等实验手段进行检测和测量。从实验结果霜出,飞秒激光倍频光直写系统提供了--}OJJH工微光学元件的新方法,而且加工得到了很好的加工质量,实现了锐利清晰的光刻图案的边界,便于提高微光学器件的加工精度。。利1l{j低功率飞秒激光直接烧蚀加工光刻胶掩模板,再通过光刻技术制作微光学元件。光敏利料光刻胶的感光范围在紫外区域,而飞秒激光之所以能对光刻胶产生作用,除了飞秒激光的热效应导致的烧蚀作用外,还可能包括飞秒激光诱导光刻胶发生的双光子吸收机制。,周期为23I_tm的光栅。以重叠写入的方式获得线宽为18¨m光栅周期为369m的光栅。此外,、、O65的显微物镜对飞秒激光束进行聚焦,比较分析加工得到的光刻胶表面浮雕的差异,发现飞秒激光与光刻胶的相互作用符合阂值模型,并且在激光功率密度较低的情况下诱发双光子吸收现象。本研究的创新点在于将微光学和超快光学加工技术相结合,利用飞秒激光的优点加工微光学元件,具有重要的应用价值,所加工的微光学元件可以应用在光通信、光电子等领域。通过理论分析与相关的实验研究,可以看到飞秒激光倍频光直写系统以及飞秒激光直写系统在材料加工中都具有传统的激光直写中所不具备的优势,两者又各具优点:前者稳定性较好,后者的系统结构简化并且工艺上实现了一步制作微光学元件。因此利用飞秒激光加:F微光学元件是一项非常有前途也很有意义的研究工作。本工作具有重要的应用价值和理论意义,提供了两种新的制作微光学元件的方法;此外通过研究飞秒激光倍频光及飞秒激光与光刻胶的作用机制,加深了飞秒激光材料加工机理方面的研究和认识。目前,本工作已申请发明专利一项,以第一作者完成论文5篇(其中4篇已发表或已接收发表,一篇为已投稿),。关键词:飞秒激光,激光倍频,微光学,激光直写,双光子吸收nAbstractInthisdissertation,,paringwiththetraditionallasers,femtosecondlasermicrofabricationcallachievethehigherprecisionprocessingandinducenegligibleheat——frequencylaserwritingsystemandfemtosecondlaserwritingsystemTheformerapplythephotochemicaleffectofphotoresistinducedb