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飞秒激光的峰值功率高，热效应小。近年来，飞秒激光微纳加工及其相关机理的研究引起了国内外学者的广泛关注。本文主要利用飞秒激光直写和干涉刻蚀方法，在ZnO材料表面制备出了纳米周期结构，并研究了吸收与发光特性。本论文的工作主要集中在以下几个方面:
1、利用单束800nm飞秒激光在掺杂了Al的ZnO薄膜中制备了纳米周期条纹结构。研究了不同能流密度的飞秒激光在照射不同的时间后，表面纳米周期结构的变化规律及其形成机制。利用He-Ge激光器作为激发光源，研究了具有纳米周期结构的ZnO(:)Al薄膜的光致发光特性。当周期纳米条纹结构形成后，ZnO(:)Al薄膜的近带隙发光增强了1-2数量级。
2、利用三束800nm的飞秒激光干涉，在ZnO晶体表面制备了二维微米-纳米复合周期结构。通过改变激光脉冲的偏振组合、能流密度和照射脉冲数，得到了不同花样的周期结构。当两光束的空间夹角为86°时，二维六边形结构的周期为600nm，这种周期结构中嵌入了尺寸为200nm的纳米颗粒、纳米环和纳米线。用800nm的飞秒激光照射这种二维结构，可以得到很强蓝色荧光的光致发光图。这种结构可以用于发光二极管、高密度光学存储和其他的光电子设备。
3、介绍了一种基于荧光耗尽效应(STED)的实现超衍射极限的加工方法，以及搭建该实验系统的进展。