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第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 飞秒激光的产生与发展 3

1.3 飞秒激光诱导材料微结构研究进展 4

1.3.1 飞秒激光诱导金属材料微结构研究进展 7

1.3.2 飞秒激光诱导玻璃材料微结构研究进展 14

1.3.3 飞秒激光诱导晶体材料微结构研究进展 22

1.3.4 飞秒激光诱导其他材料功能微结构的研究进展 24

1.4 玻璃与晶体结构比较 29

1.4.1 玻璃的无规则网络结构 29

1.4.2 晶体的周期性排列结构 30

1.4.3 玻璃的亚稳态与飞秒激光的强场 30

1.4.4 非线性光学晶体材料科学的产生与发展 31

1.5 本论文的主要研究内容 32

1.6 本章小结 33

1.7 参考文献 34

第二章 飞秒激光诱导硼酸盐玻璃微结构 50

2.1 引言 50

2.2 激光共焦显微拉曼光谱仪 50

2.3 硼酸盐玻璃与偏硼酸钡晶体的结构与基团情况 54

2.3.1 硼酸盐玻璃的结构和基团情况 54

2.3.2 偏硼酸钡晶体结构及基元特征 55

2.4 玻璃样品的制备 57

2.5 飞秒激光系统 58

2.6 飞秒激光诱导硼酸盐玻璃形成晶体 59

2.6.1 飞秒激光辐照硼酸盐玻璃 59

2.6.2 飞秒激光辐照硼酸盐玻璃的拉曼分析 60

2.7 飞秒激光诱导硼酸盐玻璃形成线状晶体 63

2.8 飞秒激光诱导硼酸盐玻璃产生晶体的相变 63

2.9 飞秒激光诱导硼酸盐玻璃微结构情况分析 66

2.9.1 径向方向上的微结构变化 66

2.9.2 深度方向上的微结构变化 74

2.9.3 焦平面上微结构变化 76

2.10 本章小结 78

2.11 参考文献 78

第三章 飞秒激光诱导钛酸盐玻璃微结构 81

3.1 引言 81

3.2 钛酸盐玻璃、二氧化钛晶体与钛酸钡晶体的结构与性质 81

3.2.1 钛酸盐玻璃 81

3.2.2 二氧化钛晶体 82

3.3 实验方法 84

3.3.1 玻璃样品的制备 84

3.3.2 飞秒激光辐照钛酸盐玻璃 84

3.4 飞秒激光辐照钛酸盐玻璃产生晶体 85

3.4.1 飞秒激光在钛酸盐玻璃内诱导晶体 85

3.4.2 飞秒激光在钛酸盐玻璃内诱导晶体分层结构 87

3.5 本章小结 94

3.6 参考文献 94

第四章 飞秒激光在铌酸盐玻璃内诱导铌酸锂晶体 96

4.1 引言 96

4.2 铌酸锂晶体及其结构特点 96

4.2.1 铌酸锂晶体简介 96

4.2.2 铌酸锂晶体结构特点 97

4.3 铌酸盐玻璃结构和基团情况 98

4.4 实验方法 99

4.5 实验结果与讨论 100

4.6 本章小结 102

4.7 参考文献 103

第五章 飞秒激光诱导晶体微结构 105

5.1 引言 105

5.2 飞秒激光辐照高温相偏硼酸钡晶体产生相变 105

5.2.1 偏硼酸钡晶体的两相与其结构特征 105

5.2.2 实验方法 108

5.2.3 实验结果及讨论 109

5.3 飞秒激光诱导铌酸锂晶体微结构 112

5.3.1 实验方法 112

5.3.2 实验结果及讨论 114

5.4 本章小结 117

5.5 参考文献 118

第六章 飞秒激光诱导玻璃与晶体微结构的理论分析 120

6.1 引言 120

6.2 光电离与雪崩电离 120

6.3 等离子体的自由载流子吸收 123

6.4 微爆炸与动态平衡 128

6.5 温度分布 132

6.6 基团重组 135

6.7 缓慢相变 136

6.8 空洞形成 138

6.9 重复率的影响与微腔阵列的形成 141

6.10 本章小结 146

6.11 参考文献 147

第七章 结论与展望 153

7.1 主要结论 153

7.2 工作展望 155

作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 157

致谢 160