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1、第34卷第5期中国激光Vol.34,No.52007年5月CHINESEJOURNALOFLASERSMay,2007文章编号:025827025(2007)0520595228综述飞秒激光微加工: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
2、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TN249文献标识码AFemtosecondLaserMicromachining:FrontierinLaserPrecisionMicromachiningHEFei,CHENGYa(StateKeyLaboratoryofHighFie
3、ldLaserPhysics,ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Shanghai201800,China)AbstractFemtoseondlasermicromachiningenablesfabricationoftruethree2dimensional(3D)microstructureswithhighprecisionandlowheateffectanddamagethreshold,showinguniqueadvantagesovert
4、hetraditionallasermicromachiningtechnology.Wefirstreviewthehistoriesoflasermicroprocessingandultra2shortpulselasertechnology,andthenoutlinethemechanismsoftheinteractionsofultra2shortlaserpulsewithmetalsandtransparentmedia.Next,weintroduceseveralmajortechnicalapproachesinthefieldoffem
5、tosecondlasermicromachiningsuchasfemtosecondlaserdirectwriting,multi2beaminterferenceandprojectionpatterning,aswellastheirapplicationsinfabricationof3Dintegratedopticaldevices,microfluidicchips,andchemicalandbiologicalsensors,etc.Lastly,wehighlighttheopportunitiesandchallengesinthefi
6、eld,andsuggestsomedirectionsforthefutureresearch.Keywordsultrafastoptics;femtosecondlaser;light2matterinteraction;micromachining;integratedoptics,twophotonpolymerization;microfluidics;nanoparticles1引言减小到几个光周期[3]。1.1激光加工技术简介自1960年第一台红宝石激光器[1]问世以来,人们就开始进行激光与材料相互作用的研究。经过40多年的发展,为了满足不
7、同的需要,各种激光器[2]激光波长覆盖几乎红外到极紫外波段,脉冲宽度也收稿日期:2007203230;收到修改稿日期:2007204224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)[2]光主要依靠聚焦产生的高温来烧蚀材料,热扩散范作者简介:何导师简介:程飞(1984)),男,湖北人,硕士研究生,主要从事飞秒激光材料微加工方面的研究。E2mail:hef@siom.ac.cn亚(1971)),男,上海人,研究员,长期从事飞
8、秒激光与物质相互作用的基
