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測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器專業(yè)畢業(yè)論文 [精品論文] 短脈沖及超短脈沖激光硅表面微加工研究
關(guān)鍵詞：納秒脈沖激光 飛秒脈沖激光 微加工
摘要：目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度15
2、0fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
正文內(nèi)容
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦
3、成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能
4、量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，
5、脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)
6、微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平
7、臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150f
8、s，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加
9、工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低
10、能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1
11、KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)
12、體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工
13、藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光
14、在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好
15、的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖
16、激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
目前激光加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)和生活的許多方面，短脈沖激光有著脈寬相對(duì)較窄，平均功率高，重復(fù)頻率高，加工效率高，波長(zhǎng)短，可以聚焦成較小的光斑實(shí)現(xiàn)微米量級(jí)的精密加工的特點(diǎn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中有著很好的應(yīng)用前景，超短脈沖激光以其物質(zhì)移除的質(zhì)量高、亞微米量級(jí)的加工精度、高的深寬比等優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外研究者的極大興趣，二者有著各自的加工特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 本文利用波長(zhǎng)355nm，脈沖寬度小于40ns，重復(fù)頻率為20KHz的納秒激光和波長(zhǎng)為775nm，脈沖寬度150fs，重復(fù)頻率為1KHz的飛秒激光在Si表面進(jìn)行了
17、一系列微結(jié)構(gòu)加工的實(shí)驗(yàn)，分析了納秒脈沖激光和飛秒脈沖激光與物質(zhì)特別是半導(dǎo)體作用的機(jī)制，為納秒脈沖激光與飛秒脈沖激光在Si表面的微加工提供了理論基礎(chǔ)；利用光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡以及聚焦離子束對(duì)加工出的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，并分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、平臺(tái)移動(dòng)速度以及低能量重復(fù)加工等工藝參數(shù)對(duì)兩種脈沖激光微結(jié)構(gòu)加工效果的影響；實(shí)驗(yàn)中對(duì)二者的加工效果進(jìn)行了比對(duì)，說(shuō)明了兩種脈沖激光各自的加工特點(diǎn)。
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短脈沖及超短脈沖激光硅表面微加工研究
