西安交通大学 电子科学与工程学院 陕西省信息光子技术重点实验室， 西安710049
利用飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像技术研究了不同数值孔径显微物镜聚焦的单脉冲飞秒激光诱导熔融石英微结构中等离子体的瞬态时间-空间演化特性及瞬态电子密度空间分布与激光诱导微结构的联系。实验结果表明显微物镜聚焦的飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度随延时的增加先增大后逐渐减小。当显微物镜的数值孔径为0.45时，飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加变化不大，基本都在非线性焦点处，激光在样品中诱导的微结构是点状的；当显微物镜的数值孔径为0.3时，飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加逐渐向样品内部移动，激光诱导的微结构是长条状的。此外，不同数值孔径显微物镜聚焦飞秒激光在样品中诱导最大瞬态电子密度的空间位置与激光诱导微结构的位置一致，这说明飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像可用于超快激光微加工过程的在线检测，可为超快激光诱导材料微结构的定向调控及加工参数优化提供参考。
飞秒激光 泵浦探测阴影成像 等离子体 微纳加工 数值孔径 Femtosecond laser Pump-probe shadowgraphy Plasma Micro-nano machining Numerical aperture
1 广东石油化工学院理学院，茂名 525000
2 长春理工大学，国家纳米操纵与制造国际联合研究中心，长春 130000
激光直写技术(LDW)是当前数字化微纳加工的主要技术之一，其中喷墨打印技术以其分辨率高和控制灵活等优点被广泛应用。随着功能化材料的不断出现和越来越多的应用需求，喷墨打印技术对墨汁的严格要求限制了它在某些领域的应用。激光诱导向前转移(LIFT)技术无须模板和喷嘴，打印分辨率高，且不受墨汁流变性质的限制。该技术的材料适用范围广，几乎可以打印各种固体和液体材料，已被广泛应用于电子器件、传感器以及再生医学的组织工程等相关领域。本文系统阐述了LIFT技术制备微纳结构的研究现状，并对LIFT技术的应用及其物理过程的研究进展进行了系统地归纳与总结，研究结果将对LIFT技术在微纳加工领域的进一步应用提供重要参考价值。
激光诱导向前转移 激光直写技术 微纳加工 相变转移 无相变转移 laser induced forward transfer laser direct writing micro-nano machining transfer with phase change transfer without phase change
1 原子分子簇科学教育部重点实验室, 光电转换材料北京市重点实验室, 北京理工大学化学与化工学院&机械与车辆学院, 北京 100081;
2 武汉光电国家研究中心, 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
3 教育部先进材料加工技术重点实验室, 摩擦学国家重点实验室, 清华大学机械工程系&化学工程系, 北京 100084;
随着便携式可穿戴电子产品的快速发展,亟需开发小型化柔性新能源储能器件与之匹配。平面型微型超级电容器(MSC)因具有功率密度高、循环寿命长、易于集成等特点,在微型储能器件中备受关注。在多种构建微型超级电容器的方法中,激光处理是一种便捷高效、可快速集成化的加工手段。鉴于此,综述了激光加工平面型微型超级电容器的研究进展,包括激光辅助构建微型储能器件的方式、典型的激光加工的平面型微型超级电容器及其电极材料,材料包括石墨烯类、MXene类、金属氧化物类、聚合物类以及金属有机框架(MOF)类等。同时,对激光加工微型超级电容器未来的发展趋势和面临的挑战进行了展望。
激光技术 微纳加工 微型超级电容器 平面 集成
西安交通大学电子与信息学部电子科学与工程学院, 陕西省信息光子技术重点实验室, 陕西 西安 710049
光纤激光器在光纤通信、激光加工等领域具有广泛的应用。光纤Bragg光栅(FBG)是构成全光纤激光器的关键器件。FBG飞秒激光制备技术适用于各种材料的光纤,具有加工工艺简单、可制备耐高温FBG等优点,在光纤激光器中已取得广泛应用。基于此,介绍了FBG飞秒激光制备技术的方法、特点及其在光纤激光器应用中的优势,展示了FBG飞秒激光制备技术在不同波长范围和类型的光纤激光器中的应用研究进展,最后对未来适用于光纤激光器的FBG飞秒激光刻写技术的发展方向进行展望。
激光器 光纤布拉格光栅 飞秒激光 微纳加工 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111426
南京邮电大学 Peter Grünberg研究中心，江苏 南京 210003
提出了一种导模共振圆形光栅滤波器，以实现它在可见光范围内的多波段滤波。理论分析了圆形光栅滤波器在同一入射波偏振条件下形成多个共振峰的原因。 通过微纳加工技术在硅基二氧化铪材料上实现了光栅层约为70 nm的圆形光栅薄膜结构。利用一维线性光栅对圆形光栅的反射谱进行了模拟，通过角分辨微纳反射谱测试系统获得了该光栅滤波器在不同入射波偏振条件以及不同入射角时的反射谱。 实验表明，在特定的光栅周期以及占空比条件下（如光栅周期350 nm，占空比0.5），当线性偏振光正入射时，该圆形光栅滤波器形成了两个共振峰（505 nm处和575 nm处），与模拟结果基本符合。另外，光栅占空比相同时，随着光栅周期的增加，共振峰会向较长的波段偏移。实验显示：通过设计不同结构的亚波长圆形光栅，可以实现可见光范围内多个特定波段的滤波作用。
衍射光栅 亚波长结构 微纳加工 导模共振 光栅滤波器 diffraction grating subwavelength structure micro-nano machining guided mode resonance grating filter 光学 精密工程
2017, 25(12): 3056
1 中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
2 国家纳米科学中心，北京 100080
采用高数值孔径物镜和高准确度纳米平台搭建了一台激光直写装置，可以在光敏感薄膜材料上进行打点、刻画矢量和标量图形等多种操作，其最小特征尺寸小于300 nm，重复性5 nm.在刻写前准确标定刻写激光功率，刻写过程中采用象散法精确自动聚焦，刻写完成后采用两种不同波长的激光束探测样品的透过率和反射率的细微变化，最终实现了高准确度亚微米图形的刻写和检测.
激光直写 微纳加工 自动聚焦 功率标定 Laser direct writing Micro-nano machining Autofocus Power calibration
