论文摘要
激光刻蚀聚合物的研究起始于20世纪80年代初期，激光刻蚀聚合物可在很多方面得到应用。如利用准分子激光刻蚀的方法，用高聚物材料作为基底来制作生物芯片；利用准分子刻蚀激光聚合物，在聚碳酸脂类、聚酰亚胺等材料上制作微齿轮、光栅图形及一些衍射光学元件，并具有高的衍射效率；用激光处理某些高聚物的表面(如对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜醚及聚酰亚胺等)以增大其亲水性。脉冲激光对聚合物的刻蚀是目前广泛应用的聚合物表面改性技术之一，然而用脉冲激光刻蚀聚合物并研究其荧光性能还少有报道。脉冲激光刻蚀聚合物可作为荧光材料应用于各种有荧光需要的各个领域中，如广泛应用于公共标识、衣物装饰、商业票据印刷防伪技术、真空荧光显示器件等领域。本文选用聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)这两种非荧光高聚物材料，利用波长为1064nm的脉冲激光束在不同激光功率下刻蚀PE、PS表面，研究激光刻蚀后PE、PS的光致发光现象，并通过扫描电镜(SEM)、荧光光谱(PL)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman Spectrum)等手段对刻蚀前后PE、PS的表面形貌、化学组成以及物理性质的改变进行了分析，进而对激光与两种材料相互作用的机理进行了初步的研究，研究结果表明：激光刻蚀后PS、PE表面呈现灰色，在紫外灯下均发出明显的蓝色荧光，刻蚀后PS、PE在400nm波长左右呈现出明显的蓝光发射；刻蚀后PS、PE表面含有C=C结构，这种结构的变化导致它们发出强的蓝色荧光；刻蚀后PE表面粗糙度增加，中等功率(20W～25W)时刻蚀区域相对比较均匀；随着激光功率的增加，刻蚀后PE表面的共轭C=C数量增加，导致发射的荧光强度明显增强。而且这种发光基团的共轭程度变大，使双键上的π电子离域能变小，导致发光波长红移。