飞秒激光制备太赫兹波段金属亚波长孔阵列

"该文利用飞秒激光技术在铜片上制备了适用于太赫兹波段的二维金属亚波长孔阵列。通过实验研究了激光功率和加工时间对烧蚀孔直径的影响，发现激光偏振态是关键因素。采用数值模拟软件CST优化了孔阵列的结构参数，并据此实际制作了孔阵列。" 本文详细介绍了飞秒激光在微加工领域的应用，特别是针对太赫兹波段光学器件的制造。飞秒激光是一种极短脉宽的激光，具有极高的峰值功率和良好的空间分辨率，因此在微纳米加工领域具有独特优势。文中提到的具体实验使用了中心波长775纳米、重复频率1kHz、脉宽130飞秒的激光脉冲，对200微米厚的铜片进行加工，旨在制作能够操作太赫兹辐射的二维金属孔阵列。 实验过程分为两个主要部分：首先，固定激光能量和加工时间，通过改变激光功率来研究烧蚀孔的直径变化，这有助于理解激光与材料相互作用的机制。其次，通过改变加工时间，进一步探索孔径的控制。实验结果揭示了激光偏振状态对烧蚀效果的重要影响，表明控制激光偏振可以精确调控微结构的尺寸。 为了优化孔阵列的设计，研究人员利用了计算机仿真软件CST（Computer Simulation Technology），这是一种广泛用于电磁场模拟的工具。通过CST的数值模拟，他们计算出适合于0.1至4 THz太赫兹波段的金属孔阵列结构参数，如孔的大小、间距和排列方式等。这些参数对于确保孔阵列在太赫兹频段的光学性能至关重要。 根据实验数据和CST模拟结果，科研人员选择了最佳的激光参数，成功地在铜片上制备出了理想的二维金属亚波长孔阵列。这种孔阵列有望用于太赫兹波段的滤波、调制、探测等光学应用，展示了飞秒激光技术在微纳制造和太赫兹科技领域的广阔前景。