飞秒激光微加工激光精密加工领域的新前沿-文档网

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2、Ｍａｙ．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

3、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ＴＮ２４９文献标识码ＡＦｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄＬａｓｅｒＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ：ＦｒｏｎｔｉｅｒｉｎＬａｓｅｒＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇＨＥＦｅｉ，ＣＨＥＮＧＹａ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈＦｉｅｌｄＬａｓｅｒＰｈｙｓｉｃｓ，ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＴｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０

4、１８００，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＦｅｍｔｏｓｅｏｎｄｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｎａｂｌｅｓｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｒｕｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ（３Ｄ）ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｌｏｗｈｅａｔｅｆｆｅｃｔａｎｄｄａｍａｇｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｓｈｏｗｉｎｇｕｎｉｑｕｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｗｅｆｉｒｓｔｒｅｖｉｅｗｔｈｅｈｉｓｔｏｒｉｅｓｏｆｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｕｌｔｒａ－ｓｈｏｒｔｐｕｌｓｅ

5、ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｔｈｅｎｏｕｔｌｉｎｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｕｌｔｒａ－ｓｈｏｒｔｌａｓｅｒｐｕｌｓｅｗｉｔｈｍｅｔａｌｓａｎｄｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｍｅｄｉａ．Ｎｅｘｔ，ｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｅｖｅｒａｌｍａｊｏｒｔｅｃｈｎｉｃａｌａｐｐｒｏａｃｈｅｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇｓｕｃｈａｓｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｄｉｒｅｃｔｗｒｉｔｉｎｇ，ｍｕｌｔｉ－ｂｅａｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒ

6、ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆ３Ｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｃａｌｄｅｖｉｃｅｓ，ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐｓ，ａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ，ｅｔｅ．Ｌａｓｔｌｙ，ｗｅｈｉｇｈｌｉｇｈｔｔｈｅｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄ，ａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｓｏｍｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｕｌｔｒａｆａｓｔｏｐｔｉｃｓ；ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒ；ｌｉｇｈｔ—ｍａｔｔｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ；ｉｎｔｅｇｒ

7、ａｔｅｄｏｐｔｉｃｓ，ｔｗｏｐｈｏｔｏｎｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；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，人设备（Ｘ射线、电子束、离子束加工等）、无法加工致密材料（粒子束加工）和非平版样品（平版刻蚀技术）等［ｚ］，在工业加工领域备受青睐。连续和长脉冲激光主要依