一种微型转子的激光加工和光致旋转

利用单束强聚焦激光产生的光学力可以驱动微型器件,具有无机械接触和无需导线等优点,为微型机电系统提供了一种新型的驱动方式。在自行研制的飞秒激光微细加工系统中,采用一种新型的丙烯酸酯紫外光固化树脂,通过双光子聚合加工出直径6μm的万字形微转子。利用光镊装置实现了微转子的俘获,并在激光功率50mW时实现了转速为200rpm的光致旋转。微型转子的光致旋转为实现微机械马达提供了一种有效手段。     

原子力显微镜测量双光子成型点的弹性模量

提出了一种飞秒激光双光子成型点弹性模量的测量及结果分析方法.借助于原子力显微镜,选用无针尖探针对成型点的力学性能进行了测试,建立了椭球-平面接触的弹性力学模型.考虑了成型点剩余部分形变对结果分析的影响,在标定微探针弹性系数和对粘附力进行分析的基础上,提取了力曲线中所包含的力学信息,推算出了成型点的弹性模量,得到了成型点的弹性模量低于宏观材料弹性模量的结论.     

用有限元法计算飞秒激光双光子成型点弹性模量

采用有限元法对材料为SCR500的飞秒激光双光子成型点力学性能进行建模及仿真计算，得出了不同弹性模量下成型点与探针之间的作用力．进而利用原子力显微镜接触模式，选用无针尖探针，测量了成型点的力学性能，得出了相同位移载荷下成型点与探针之间的作用力．将测量结果和仿真结果进行比较，推算出成型点的弹性模量．分析结果表明。双光子固化成型点的弹性模量大约为宏观材料弹性模量的1／7．这为进一步研究双光子飞秒激光加工微器件的力学性能提供了基础．     

飞秒激光双光子成型点弹性模量测量与分析

借助原子力显微镜，选用无针尖探针测量了材料为SCR500的成型点的力学性能，由于成型点的形状为椭球，根据测量方法建立了球一平面探针接触的Johnson-Kendall-Roberts弹性接触模型，考虑到成型点剩余部分形变对结果分析的影响，推算出单个成型点的弹性模量。测量和分析表明，双光子固化成型点的弹性模量大约为宏观材料的1／10。     

飞秒激光双光子微细并行加工方法

飞秒激光三维微细加工技术具有真三维的制作能力和亚微米的加工分辨率等特点，因此获得越来越多的关注，但其串行工艺加工效率低是其技术难点．为了提高加工效率，搭建了一套飞秒激光并行加工平台，利用微透镜阵列实现飞秒激光分束聚焦，初步实现了双光子微细并行加工，在光敏树脂和玻璃上分别并行加工出多个二维结构，加工单点分辨率达到1．25μm．针对实验结果，对实验的加工一致性和分辨率进行分析，提出了进一步提高加工效率和加工一致性的方法．