基于双光子吸收微制造原理和自制双光子微制造系统, 对不同激光功率和不同曝光时间下, 轴承的微加工成型性进行了研究。在photomer 3015树脂内实现了轴承的双光子聚合微加工, 通过SEM分析了滚动轴承的微观形貌。结果表明, 在同一激光功率下, 轴承的成型与曝光时间无关, 但曝光时间过长, 会影响制件的成型性; 在同一曝光时间下, 激光功率过小, 光敏材料聚合不充分, 功率过大会造成材料温度过高而无法成型; 在激光功率为0.3 mW, 曝光时间为6 ms时, 所制备的轴承轮廓清晰。微小轴承总加工时间与激光功率无关, 与曝光时间呈线性关系。

微透镜阵列的制备已经成为微光学领域的研究热点。利用两次X光移动光刻技术, 以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为正光刻胶, 在PMMA基板上制造了微透镜阵列, 并对其制作原理进行了详细说明。设计了制备微透镜阵列用的掩膜图形, 并通过掩膜图形模拟仿真, 预测了微透镜在两次移动曝光显影后的形状。第一次X光移动光刻后, 理论上会得到半圆柱状三维结构; 第一次光刻后将掩膜板旋转90°, 进行第二次移动曝光光刻, 最终在PMMA基板上制备了面积为10 mm×10 mm的30×30个微透镜阵列, 阵列中每个微透镜的直径约248 μm、厚度约82 μm。同时也研究了X光曝光量与PMMA刻蚀深度之间的关系。微透镜阵列形貌测试表明此种制备微透镜阵列的新方法是可行的。

采用微硅-锆钛酸铅（Si-PZT）悬臂梁结构并在悬臂梁末端附加镍质量块, 构成可以工作于低频环境（小于1 000 Hz）的微压电能量采集器, 一种利用压电效应将环境振动能转换为电能的器件。利用金薄膜作为中间层的共晶键合技术和PZT研磨减薄技术制备了微压电悬臂梁结构, PZT减薄实验最好结果为减薄至8 μm。镍质量块（2 mm×2 mm×0.6 mm）采用微电铸工艺制备。通过对硅片与块材PZT的共晶键合工艺与PZT减薄技术的研究, 制备出总厚度约为71 μm的Si-PZT悬臂梁结构, 其中硅梁厚约为47 μm, PZT梁厚约为24 μm。制备的微压电振动能量采集器样品的测试结果表明: 在谐振频率为950 Hz, 1.0g加速度激励条件下, 其交流输出峰值电压可达958 mV。

提出了一种基于1064 nm Nd∶YAG激光光源的三维微结构制备技术。利用激光照射下热塑材料发生局部热融并沿光轴方向膨胀生长的特性, 将热塑性材料置于封闭的液体环境中, 当激光光源移除后, 受周围液体冷却作用影响, 膨胀部分迅速凝固成凸起形状, 由此完成三维微结构制备。我们搭建了三维微结构制备实验系统, 采用1064 nm Nd:YAG激光器作为制备光源, 盛有样品的容器固定于二维扫描工作台上, 以实现激光光斑与热塑性材料间的二维相对移动。利用实验系统完成了石蜡点状及线状微结构的制备, 实验结果表明, 微结构的直径取决于激光光斑的直径, 微结构的高度与激光照射时间及激光功率大小成正比。此外对制备过程中温度因素的影响进行了实验研究。

综述了国内外最近几年微立体光刻技术的研究进展。阐述了微立体光刻技术中的线扫描技术及面投影技术的基本原理及分类,分析了它们的技术核心并对相关参数进行了比较。简要阐述了微立体光刻技术在制造原型、微系统部件及微流体装置等方面的应用,最后,对该技术的发展前景作了展望。

比较分析四种微加工工艺的基本特征和技术难点,简述准分子激光与Nd∶YAG激光微制造技术的特点和应用范围。结合华中科技大学准分子激光微制造工作站的建设及其在微钻孔、微切割等方面的实际应用,分析准分子激光在MEMS(微机电系统)键合、焊接、封装过程中应用的可能性。