杨宏道，李晓红，李国强，袁春华，邱 荣

(西南科技大学理学院激光与光电子实验室，极端条件物质特性实验室，四川绵阳621010)

1 引言

1960年T.H.Maiman发明红宝石激光器后，1965年，M.Birnbaum首次利用红宝石激光在半导体材料锗表面诱导出了周期性波纹结构［1］。利用脉冲激光对半导体材料及其他固体材料表面进行辐照，诱导表面周期性结构(通常称为激光诱导周期性表面结构，LIPSS)是当时该领域研究的主要方向［2～5］。随着激光器和激光技术的不断发展，利用激光对半导体材料进行表面微处理的研究越来越多。调Q固体激光器的出现为研究激光与固体材料的相互作用提供了更好的辐照光源，较短的脉冲持续时间作用于材料时带来较小的热效应，有利于更精确地处理材料表面［6～8］。1982年，H.M.van Driel利用脉宽为15 ns，波长为1 064，532 nm的Nd∶YAG激光脉冲在锗表面诱导出了周期性表面结构［2］，该研究表明LIPSS是一种普遍的现象，在较宽的激光波长范围内均能产生该现象。T.H.R.Crawford对这种周期性波纹结构的形成机理做了相应的阐述［3］。随着研究的不断深入，T.H.Her等人发现在激光能量密度为烧蚀机制［9～11］范围内辐照硅，累积一定的脉冲数可形成锥形尖峰结构。该结构材料具有一些特别的性质［12～13］，可用于制作性能更好的微电子和光学器件。哈佛大学E.Mazur小组研究发现，准分子纳秒激光微构造的硅比飞秒诱导的硅具有更平滑、粗大的结构，能提高材料对光的吸收率［14］，因此研究不同气体环境下纳秒激光脉冲诱导硅表面的形貌及机理具有重要的意义。……