华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510640
本文采用纳秒脉冲激光铣削方法对尺寸小于1 000 μm, 特征尺寸小于100 μm的微锥体进行加工, 激光铣削过程中脉冲激光与材料相互作用复杂, 因此加工结果难以预测。本文首次以微圆锥的形状误差为预测目标, 包括锥角误差(ATα)、直径误差(TDS)和对称性误差(ES), 首先采用正交试验对显著影响加工结果的参数进行选择, 然后利用采用不敏感损失函数的支持向量回归机(ε-SVR)建立激光微烧蚀加工预测模型, 并且根据参数对预测结果的影响对参数进行择优选取, 实验结果表明, 较优参数的ε-SVR模型预测得到ATα=3.8°, TDS=5.35 μm, ES=1.15 μm。因此, ε-SVR适用于激光铣削加工微锥的误差预测, 并对激光铣削加工其他微三维结构提供了参考。
激光铣削 加工预测 支持向量回归 形状误差 微加工 laser milling micro machining form deviation support vector regression processing prediction
福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
基于有限差分时域方法(FDTD),设计了两种具有增强线结构的太赫兹线栅偏振器,用于消除重力和空气扰动对偏振器性能的影响; 利用飞秒激光微加工制备了偏振器,通过时域太赫兹光谱测试偏振器的性能,并将其与商用线栅偏振器进行了比较,发现偏振器的透射率与FDTD结果吻合,具有不连续增强线的偏振器的偏振度和消光比优于商用线栅偏振器。
激光光学 偏振器 太赫兹 飞秒激光微加工 有限差分时域方法 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111424
福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
利用时域有限差分法,仿真设计了三组具有不同中心频率的十字形太赫兹带通滤波器,并搭建了飞秒激光微加工系统,在单层铝箔上实现了无衬底太赫兹滤波器的加工。利用时域太赫兹光谱系统,对所加工的器件进行了透射率测试,实验和仿真结果高度吻合,所加工的太赫兹滤波器中心频率处的透射率为85%以上,达到商业化太赫兹滤波器水平。
激光技术 飞秒激光微加工 带通滤波器 太赫兹 时域有限差分法 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 021415
福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
基于时域有限差分(FDTD)法，对金属线栅结构的太赫兹(THz)偏振特性进行了仿真分析，研究了占空比和金属层厚度对偏振特性的影响，发现随着厚度的增加，0.1~10 THz范围内出现了周期性高透射现象。基于飞秒激光微加工技术制备了周期性金属线栅太赫兹偏振片，利用时域太赫兹光谱系统进行了实验测试，实验结果与仿真结果相吻合，偏振片的消光比在40 dB~45 dB范围内，偏振度为1，显示了良好的偏振特性。
激光技术 太赫兹(THz) 偏振片 飞秒激光微加工 时域有限差分(FDTD)法
中北大学 电子测试技术重点实验室, 山西 太原 030051
滤波器是信号传输系统中的重要组件.提出一种快速、高精度复制工艺方法, 用于设计和制备WR-10波段矩形波导滤波器.采用多层匀胶单次紫外曝光工艺(硅片上匀SU-8胶), 制备出的滤波器高度误差小于0.03%(3 μm), 陡直度误差小于1.1o.实验结果表明, 用该方法制备毫米波滤波器技术可行, 并取得了卓越的电磁性能(关于: 插入损耗, 回波损耗和带宽).最终测试结构可知, 通带内的插入损耗测得结果小于0.5 dB, 几乎可以忽略不计, 在整个通带内回拨损耗大于10 dB.结果表明, 这种快速制造技术是制备太赫兹射频器件的一种有效办法, 这种新技术将成为推动太赫兹射频器件未来发展的主要动力.
SU-8微加工 微波 滤波器 矩形波导 W波段 SU-8 micro-machining microwave filter RF MEMS rectangular waveguide W band
广东工业大学机电工程学院, 广东 广州 510006
采用光纤脉冲激光器对化学气相沉积金刚石薄膜进行了锥形微孔阵列加工，研究了激光扫描速度、扫描次数和脉冲宽度等参数对微孔形状和尺寸的影响规律。研究发现，激光扫描速度对微孔尺寸的影响不明显。而激光扫描次数对微孔出口直径影响明显。随着激光脉宽的增加，微孔深度和出口直径均增加，但微孔锥度减小。
激光技术 阵列锥形微孔 光纤激光 CVD金刚石薄膜 微细加工 激光与光电子学进展
2016, 53(11): 111402
Author Affiliations
Abstract
Sandia National Laboratories, PO Box 5800, MS 1197, Albuquerque, NM 87185, USA
We have developed high damage threshold filters to modify the spatial profile of a high energy laser beam. The filters are formed by laser ablation of a transmissive window. The ablation sites constitute scattering centers which can be filtered in a subsequent spatial filter. By creating the filters in dielectric materials, we see an increased laser-induced damage threshold from previous filters created using ‘metal on glass’ lithography.
apodization apodization laser beam shaping laser beam shaping laser micro-machining laser micro-machining spatial filtering spatial filtering High Power Laser Science and Engineering
2016, 4(3): 03000e32
贵州大学 贵州省光电子技术及应用重点实验室, 贵州 贵阳 550025
基于傅里叶热传导方程, 利用有限差分法计算了石英在激光作用下的温度场分布。结果表明在连续激光的作用下, 石英的轴向温度变化分为升温过程和降温过程。考虑热累积效应, 辐照0.1、0.5、0.8 s后温度较之前分别升高了约 10、100、200 ℃, 激光作用时间越长, 温度累积越明显。对于脉宽为5 ms, 占空比为1/2和1/3的脉冲激光, 辐照3个脉冲后, 温度分别升高94 ℃和82 ℃。石英在轴向方向的温度累积较径向更明显。研究激光与石英相互作用后温度场的分布对激光加工工艺有着重要的意义。
激光微加工 温度累积 有限差分法 热传导方程 laser micro-machining cumulative effect of temperature finite difference method fourier heat conduction equation
1 中国科学院 电子学研究所 传感器国家重点实验室, 北京 100190
2 解放军理工大学 气象与海洋学院, 江苏 南京 211101
开发了一种基于电镀铜锡合金薄膜的绝压气压传感器圆片级气密封装技术以降低常规的基于阳极键合气密封装技术的成本及难度。通过实验确定了铜锡合金薄膜的电镀参数, 实现了结构参数为: Cr/Cu/Sn (30 nm/4 μm/4 μm)的铜锡合金薄膜;通过共晶键合实验确定圆片级气密封装的参数, 进行了基于铜锡材料的气密封装温度实验。通过比较各种不同温度下气密封装的结果, 确定了完成圆片级气密封装的条件为: 静态压力0.02 MPa, 加热温度280°, 保持20 min。最后, 对气密封装效果进行X-射线衍射谱(XRD)、X射线分析、剪切力以及氦气泄露分析等实验研究。XRD分析显示: 在键合界面出现了Cu3Sn相, 证明形成了很好的键合;X射线分析表明封装面无明显孔洞;剪切力分析给出平均键合强度为9.32 MPa, 氦气泄露分析则显示泄露很小。得到的结果表明: 基于电镀铜锡合金薄膜可以很好地实现绝压气压传感器的圆片级气密封装。
微机械 气密封装 气压传感器 圆片级键合 电镀铜锡合金薄膜 micro machining hermetic packaging pressure sensor wafer level bonding electroplating Cu-Sn alloy film 光学 精密工程
2014, 22(11): 3044
