近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室在透明導(dǎo)電氧化物（Transparent Conductive Oxides，TCO）薄膜的飛秒激光圖案化加工研究方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)通過對飛秒激光能量密度的控制實(shí)現(xiàn)對薄膜表面形貌的有效調(diào)控，揭示了飛秒激光圖案化加工過程中薄膜表面形貌的激光能量密度依賴規(guī)律及形成機(jī)制，并提出了一種簡便而準(zhǔn)確的確定飛秒激光工藝參數(shù)的單脈沖激光測量方法。相關(guān)成果發(fā)表在《光學(xué)快訊》（Optics Express）上。 <>f;g"qS  
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TCO薄膜由于其低成本、可見光波段優(yōu)異的光電性能及近紅外區(qū)域非常大的光學(xué)非線性，廣泛應(yīng)用于光學(xué)顯示、太陽能電池及非線性光電子器件等領(lǐng)域。根據(jù)不同的應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要制造圖案化的TCO薄膜。飛秒激光加工是一種重要的材料圖案化制造方法，是解決非周期性、特殊設(shè)計(jì)圖案結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案。然而，如何控制激光工藝參數(shù)，獲得高對比度的圖案邊界是TCO薄膜飛秒激光加工的難點(diǎn)。 "?a
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研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了典型TCO薄膜在飛秒激光單脈沖輻照下，其表面圖案隨激光能量密度的演變規(guī)律及形成機(jī)制。研究結(jié)果表明，在飛秒激光輻照下，薄膜表面出現(xiàn)了幾種不同類型的微/納米結(jié)構(gòu)且呈現(xiàn)激光能量密度的高度依賴性。這種能量密度依賴性歸因于薄膜的表面非晶化、散裂燒蝕、應(yīng)力輔助分層、沸騰蒸發(fā)和相爆炸等幾種不同的去除機(jī)制。通過對薄膜中熱電子和晶格溫度隨時(shí)間的演化仿真，證明了飛秒激光圖案化加工TCO薄膜本質(zhì)上是材料中自由電子和束縛電子受激加熱將能量傳遞給晶格的過程。因此，控制電子的加熱就控制了激光加工后薄膜的狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)，提出了一種簡便而準(zhǔn)確的控制飛秒激光加工形態(tài)的激光工藝參數(shù)確定方法。這項(xiàng)工作為飛秒激光誘導(dǎo)寬禁帶半導(dǎo)體的加工和改性機(jī)制提供了全面解析，并且對超短激光的半導(dǎo)體光子器件圖案化制造具有實(shí)際指導(dǎo)意義。 5HHf3E [  
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