研究目的
开发一种通用、经济高效且多功能的激光直写策略,用于胶体光子晶体(CPCs)的微图案化和缺陷生成,从而实现高分辨率创建点缺陷、波导和微图案等多种光子结构。
研究成果
激光直写技术能够在PS/SiO2 CPC薄膜中高精度地制备复杂彩色图案和点缺陷。该方法简化了制备流程,在光信息存储、显示和防伪领域具有应用潜力。
研究不足
该技术受限于需要精确控制激光功率和照射时间以实现预期图案和颜色。光降解过程还可能导致CPC薄膜结构完整性出现差异。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光直写技术在自组装聚苯乙烯(PS)/SiO?胶体光子晶体(CPC)薄膜上构建光子结构,该方法基于激光辐照下PS微球的选择性光降解原理。
2:样品选择与数据来源:
通过旋涂法制备240纳米PS微球,并采用对流自组装技术构建PS/SiO?杂化胶体晶体薄膜,随后旋涂二氧化硅溶胶-凝胶溶液。
3:实验设备与材料清单:
446纳米连续波激光器(Coherent CUBE)、自制显微镜(奥林巴斯BX53)、100倍暗场物镜(NA=0.8,奥林巴斯)、光谱仪(QEPro,海洋光学)、CCD相机(Infinity 3.0)、扫描电镜(ZEISS SIGMA)。
4:3)、100倍暗场物镜(NA=8,奥林巴斯)、光谱仪(QEPro,海洋光学)、CCD相机(Infinity 0)、扫描电镜(ZEISS SIGMA)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过聚焦激光束辐照CPC薄膜形成图案与缺陷,通过调节激光功率与辐照时间控制图案尺寸与颜色,采集光学图像与扫描电镜图像进行数据分析。
5:数据分析方法:
采用光谱仪记录反射光谱,通过有限时域差分(FDTD)模拟分析CPC的近场分布与反射光谱特性。
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获取完整内容-
CUBE
446 nm CW
Coherent
Laser source for direct writing on CPC films
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BX53
Olympus
Microscope for laser irradiation and observation
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QEPro
Ocean Optics
Spectrometer for recording reflection spectra
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Infinity 3.0
CCD camera for capturing optical images
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SIGMA
ZEISS
SEM for imaging CPC patterns
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