合肥红外自由电子激光装置是一台专用于能源化学研究的用户装置,利用一个最高电子能量为60 MeV的S波段直线加速器驱动中红外和远红外两个自由电子激光振荡器,分别产生波长范围为2.5~50 μm和40~200 μm的红外激光。两个振荡器产生的激光经同一条光束线被传输至实验大厅内的五个实验站。中红外振荡器于2019年调试出光,并于2020年11月达到任务指标。介绍了合肥红外振荡器的自由电子激光装置及其调试进展,重点介绍了中红外振荡器辐射的激光性能。

光固化是光束与光敏树脂之间的光化学反应, 其作用过程对光固化加工分辨率有着直接影响。基于光子输运理论, 利用蒙特卡罗方法追踪光子在树脂中的运动轨迹, 对曝光光束入射、传输过程进行抽样, 建立了微细光束固化模型; 利用遗传算法并结合光固化实验重构获得了树脂材料的光学参数; 利用该固化模型, 模拟计算了微细会聚紫外光束(λ=365 nm)单点曝光固化过程和固化单元点的形状和大小, 分析了不同曝光量对固化结果的影响规律, 计算结果与实验结果一致。研究表明,该模型可以有效地对微细光束与光敏树脂作用的复杂过程进行仿真, 并能对不同入射光和曝光工艺条件下的固化物进行模拟计算, 为微细光固化机理的研究和工艺优化提供了基础。

采用蒙特卡罗方法分析了光子在树脂中的输运过程,建立了紫外光单点固化模型,并进行了单点固化过程的模拟计算,通过曝光固化实验验证了该算法的可靠性.理论模拟和实验结果表明,当曝光能量达到临界值,固化点的高度和直径随曝光时间、功率的增大呈对数关系增大.利用该算法可以模拟各种不同光强分布的曝光固化过程,为加工分辨率的提高和工艺参量的优化提供理论基础.