飞秒激光微加工激光精密加工领域的新前沿 - 文档网.doc
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飞秒激光微加工激光精密加工领域的新前沿
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第34卷第5期中国激光
V01.34,No.5
2007年5月
CHINESEJOURNALOFLASERSMay.2007
文章编号:0258—7025(2007)05—0595—28
飞秒激光微加工:激光精密加工领域的新前沿
何
飞,程亚
(中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海201800)
摘要飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,
这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。
关键词超快光学;飞秒激光;光与物质相互作用;微加工;集成光学;双光子聚合;微流体;纳米颗粒中图分类号TN
249
文献标识码
A
FemtosecondLaserMicromachining:
FrontierinLaserPrecision
Micromachining
HEFei,CHENGYa
(StateKeyLaboratoryofHighFieldLaserPhysics,ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,
TheChineseAcademy
of
Sciences,Shanghai
201800,China)
Abstract
Femtoseondlasermicromachiningenablesfabricationof
true
three-dimensional(3D)microstructureswith
highprecisionandlowheat
effectanddamage
threshold,showingunique
advantages
over
thetraditionallaser
micromachiningtechnology.Wefirstreviewthehistoriesoflasermicroprocessingandultra-shortpulselaser
technology,and
thenoutlinethemechanismsoftheinteractions
of
ultra-short
laser
pulse
withmetalsand
transparent
media.Next,weintroduceseveralmajor
technical
approaches
in
thefieldoffemtosecondlaser
micromachiningsuch
as
femtosecondlaserdirect
writing,multi-beaminterferenceandprojectionpatterning,aswell
as
theirapplicationsinfabricationof3Dintegratedopticaldevices,microfluidicchips,and
chemicalandbiologicalsensors,ete.Lastly,wehighlighttheopportunitiesandchallengesinthefield,andsuggestsomedirectionsforthe
futureresearch.Keywordsultrafast
optics;femtosecondlaser;light—matterinteraction;micromachining;integratedoptics,two
photon
polymerization;microfluidics;nanoparticles
引言
减小到几个光周期[3]。
激光加工可以克服其他加工技术的一些缺点,
如需要接触式加工(如传统机械加工)、昂贵的真空自1960年第一台红宝石激光器口3问世以来,人
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