飞秒激光加工微结构及其系统研究进展.pdf

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1、speciaI哪ns综述飞秒激光加工微结构及其系统研究进展姜涛①杨宏青①樊喜刚①金亮②(①北京星航机电装备有限公司，北京100074；②北京机电工程研究所，北京100074)摘要：飞秒激光加工技术以其独特的优势。正在逐渐成为微纳制造和超精密加工领域的技术前沿之一。本文介绍了飞秒激光加工技术出现的时代背景。结合目前已有的微加工技术，评述了该技术的优势及特点，并重点阐述了加工的微结构在机械、生物、光学等领域的应用实例，报道了国内外飞秒激光微加工系统研制的最新进展情况。最后。评论并探讨了飞秒激光加工技术存在的问题及其今后发展的方向。关键词：飞秒激光

2、；微纳加工；微结构；加工系统中图分类号：TN249文献标识码：AReViewOfmiCroslructureSprOcessinganditSSystembyfemtOsecondIaserJIANGTao①，YANGHongqing①，FANXigang①，JINLiang②(q)BeijingxinghangMechanical—ElectricalEquipmentco．，Ltd．，Beijing100074，cHN；(爹BeijingElectricool—MechanicalEngineeringInsititute，Bejing1

3、00074，cHN)Abstract：Femtosecondlasermicromachiningtechnology，owingtoitsultrashortlaserpulsesanduniqueadVanta-ges，hasbecomethehotissuesinmaterialsprocessingandoneoftheinnoVatiVef南ntiersinthefieldofmicr0／nanomanufacturingandultm—precisionmachiningtechnolog)r．Introducestheback铲

4、oundoffem-tosecondlasermicro—processingtechnology，comparingwiththeexistedtechnologies，exploresthead-Vantagesandcharacteristicsofultmshortpulsesasatoolforultraprecisematerialremovalinmicmmach-ofmicrostmcturesining．Summarythetypicalexamplesprocessedbyfemtosecondlaser，whichhav

5、ewideapplicationsinindustrialmanufacturing，lifescienceandoptics．Latestfemtosecondlasermicm—processingsystemsindomesticandoverseaareasarealsoreponed．Finally，thedevelopmenttrendsoffemtosecondlasermicromachiningandsomekeytechniquesdemandedtobesolvedaresuggested．Keywords：femtos

6、econdlaser；micm／nanomachining；micr0一stlllcture；machiningsystem随着科学技术的快速发展，特别是航空航天、信露了各自的缺陷。此外，尽管模压加工，注射成型，电化息、微电子与光电子等尖端技术的突飞猛进，对微结构学和超声波。4o等微加工技术在科研和工业界得到了广及器件的需求量在不断扩大，其所产生的直接经济效泛的应用并日趋成熟，但是人们一直没有放弃对更简益也在不断攀升⋯。同时，对微结构及器件的加工精洁、精度更高、更绿色加工方法及工艺的寻求。度等关键技术指标也提出了越来越苛刻的要求，这无1960

7、年世界上第一台红宝石激光器发明之后不疑给微纳制造和超精密加工等相关技术带来了严峻的久，相关学者就演示了聚焦激光束烧穿刀片的效果，显挑战。也正如此，微纳加工技术已成为当代重要科技示了激光束在加工方面的巨大潜力。尤其是进入20攻关项目之一。早在1959年著名物理学家Rechard世纪80年代，随着宽带可调谐激光晶体和自锁模技术P．Feynman就敏锐地观察到了这一领域在科技方面的出现，以蓝宝石为介质的新一代飞秒激光器的问世的巨大潜在推动作用，并预言口J：系统及结构的微小标志着激光加工进入了一个崭新的发展阶段，并于型化与低温、高压物理方面的研究一样

8、，将具有广阔的1992年webb将飞秒激光引人到了材料微加工领域。发展空间和重要意义。图l所示是截止2012年我国激光精密加工业的产值机械加工、X射线、电子束、粒子