[精品]浅谈激光烧蚀技术的应用及研究进展

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1、浅谈激光烧蚀技术的应用及研究进展浅谈激光烧蚀技术的应用及研究进展摘要：随着激光技术的发展，当今社会激光烧蚀技术越来越受到了人们的关注。本文主耍介绍了几种激光烧蚀技术的不同应用，以及对激光烧蚀技术的进展做了简单的研究。关键词：烧蚀等离子体聚合物中图分类号:0657.3文献标识码:A文章编号：1672-3791(2014)02(a)-0019-01激光烧蚀技术是通过飞秒-纳秒量级的脉冲激光来将材料表面烧蚀，已经被广泛应用于微加工、外科手术、X射线激光、生物分子质谱以及一些艺术品修复/清洁等领域；对激光烧蚀产生的等离子

2、体的光学/光谱诊断是研究等离子体动力学的主耍方法之一。1激光烧蚀技术的应用1.1激光烧蚀光谱(LAS、LIBS)技术的应用近年来光谱领域发展迅速，其中激光烧蚀光谱技术是其中一种比较崭新的分析手段。该技术主耍是通过聚焦强激光束激发样品靶面，产生高温等离子体，通过测定等离子体冷却过程中发射光谱的波长与强度来进行定量分析、元素定性。激光烧蚀光谱技术虽然对于痕量元索的分析能力不足，但是该技术并不需要对样品进行繁琐的化学处理，具有破坏性小，具有快速、实时、可远程监测等特点，被广泛应用于地质、冶金、核工业、材料、燃料能源、生

3、物医药等领域；电感耦合等离子体质谱(ICP2MS)分析技术是一种公认的高灵敏度、强有力的、多元素及同位素分析技术。1.2激光烧蚀技术在微纳米材料制备中的应用激光与靶材相互作用后，周围的物理空间便可粗略的分为高温高压等离子体聚集区、液相区和固相区三个区域，如图1所示。等离子体聚集区是由离子、电子以及未电离的中性粒子集合组成，整体呈现电中性，该区域对激光能量的传输障碍比较小。液相区是靠近等离子聚集区的熔融层，材料处于液态或固-液共存态。靠近液相区的是固相区，该区域虽然也吸收了激光能量，能使温度升高，但是能量强度不足以

4、使该层进行熔化。基于激光烧蚀技术制备的各类材料的生长过程，如一维纳米线和零维纳米颗粒、二维薄膜等，几乎都是通过应用高温高压等离子体的成核、生长所完成。因此，激光烧蚀产生的高温高压等离了体在激光烧蚀技术制备微纳米材料中起着重要的作用。激光烧蚀技术在微纳米材料制备过程中所表现出来的优点主要体现在以下几个方面：（1）可瞬间提供超高温、超高压等极端环境，有利于特殊纳米结构的形成；（2）反应器壁不参与整个反应，因此对产物无污染，保证了产物的纯度；（3）操作可控性好、便利、易于排除杂质；（4）激光能量可以高度集中，反应区与周

5、围环境Z间的温度梯度比较大，有利于成核粒了的快速凝结；（5）反应室与激光器相互分离，产物不会对激光造成污染。（见图1）1.3激光烧烛技术在改变材料表面的性能与制备纳米结构和团族中的应用高功率的脉冲激光束在材料表面的汇聚可以在瞬间产生非常高的温度，可对材料表面的性能进行修改，比如进行表面修饰、切割、打孔等，特别是随着激光器性能的不断提高，激光用于材料加工受到了国内外研究人员的极大关注。近年来，采用激光烧烛技术制备微纳米结构与团族随着纳米科学与技术的兴起，成为新材料研究领域的一个非常重要的发展方向，高功率脉冲激光烧烛

6、技术具备超快速的光与物质相互作用的特性，并且其不会引入其他的化学杂质，所以在合成制备微纳米材料的领域具有着显著的优势。1.4激光烧蚀聚合物技术的应用激光烧蚀聚合物技术在微电子学器件的图形加工和医学的显微外科中有着极其广阔的应用前景。（1）应用于徽电了学。通过使用着大量的聚合物或主要由聚合物构成的有机材料可以制备集成电路和徽电子学器件。激光烧蚀聚合物能直接进行图形制作，省去了以往比较繁杂的图形制备工艺。例如，图形加工过程中的各种光致抗腐蚀剂，可以作为大规模集成电路的钝化膜、绝缘层、封装材料，多层布线工艺的平坦化介质

7、及其多片封装中的电介质材料。（2）应用于激光外科。激光显微外科以激光对生物组织烧蚀去除为基础，具有良好的应用前景。激光束作为一种良好的手术刀，由于他们可以很好的吸收光了，特别是用紫外激光烧蚀可以切割某些组织，高的激光能量可以通过一种成为分了光致离解的非热过程来断裂组织的分了键，而不会残留烧伤现象。虽然激光显微外科现在还在研究中，还存在很多问题，但是已经引起了人们的广泛注意。2激光烧蚀技术的进一步研究激光烧蚀技术根据材料的制备环境，可以分为气相烧蚀和液相烧蚀。液相烧蚀技术和气相烧蚀技术在激光与物质的相互作用机理上是

8、类似的，唯一不同的是激光与材料和互作用时所处的反应环境。在气相烧蚀技术中，主要利用激光烧蚀技术来制备微纳米颗粒、微纳米线和薄膜、纳米管、纳米壁等，还可对相同或不同的多种材料进行激光加工或焊接。在液相中激光烧蚀主要用来对材料的表面进行改造，或进行微纳米颗粒的制备。3结语激光烧蚀技术是一门综合I古I体物理、生物学、微束技术、激光化学等学科的交叉科学，激光烧蚀技术现在发展迅速，