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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