飛秒激光微納加工技術與應用研究.pdf

1、飛秒激光具有獨特的超強與超快特性，其超強特性使我們能以較低的脈沖能量獲得極高的峰值光強，誘發(fā)固體材料的燒蝕和光敏樹脂的雙光子吸收，可實現高精度三維加工。飛秒激光微納加工是飛秒激光研究領域的熱點。 飛秒激光在介質中的傳播及其聚焦的理論研究是飛秒激光微納加工的理論基礎。通過近軸近似法求解了高斯光束的近軸焦點；討論了自聚焦和等離子體形成對飛秒激光聚焦的影響；最后，在原有顯微物鏡的基礎上通過改變光束尺寸調整顯微物鏡的有效數值孔徑。

2、 建立了一套飛秒激光微納加工系統，對K9玻璃表面和內部的非線性離化機制進行了研究，實現了K9玻璃材料的表面的微米、亞微米雙尺度加工和內部任意三維形狀的體制造。在表面制備了微型無閥泵陣列、微型混合器陣列和大面積微米一亞微米雙尺度光柵結構；在材料內部制備了各種光子器件，如光波導、光柵、光子晶體等。 提出了雙光子光聚合的理論模型，進行了飛秒激光光聚合所需的激光強度閾值和加工分辨率的理論推導，建立了飛秒激光雙光子光聚合微細加工實驗系統

3、。在ORMOCER材料內實現了雙光子光聚合，突破了衍射極限。采用飛秒激光雙光子光聚合法，選擇不同的實驗參數，制備了多種典型的生物微器件，如微葉輪、微井陣列和微柱陣列。 采用飛秒激光雙光子光聚合的方法，在液態(tài)光敏樹脂ORMOCER中成功制得二維正方晶格光子晶體及波導，同時制備了品質較高的三維木堆型光子晶體。最后，運用ImageProPlus5軟件對清洗之后的三維木堆光子晶體進行了質量表征和誤差分析，為工藝優(yōu)化和制作高質量的微器件或