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。     

微型螺旋转子的光驱动计算

利用光学力来驱动微型器件是一种新型 MEMS 驱动方式。在几何光学模型近似下,对用TEM00 高斯激光束驱动微型螺旋桨结构的光驱动力和力矩进行了理论计算。光驱动力矩与激光功率成正比,和微器件的结构尺寸以及微器件与工作介质的相对折射率等因素有关,设计微器件时必须同时考虑这三个因素。计算得出激光功率 10mW 时,作用在螺旋转子上的光学驱动力矩为7.4×10-17 N?m,和文献中实验结果基本一致。该方法可以应用在复杂三维微结构的光驱动计算中,对微型转子进行优化设计。     

双光子三维微细加工技术及实验系统的开发

介绍了一种新型的三维微细加工技术,描述了自行开发的双光子微细加工实验系统.双光子三维微细加工技术利用材料与飞秒激光束在焦点局域发生的双光子激发,通过逐点扫描,实现微器件的三维成型.由于材料发生双光子激发的几率与激发光强的平方成正比,所以具有极高瞬时光强的飞秒激光器和可以对光束进行强聚焦的显微镜装置成为系统的关键部件,对此进行了详细的说明.最后,给出了部分利用上述加工系统所获得的初步实验结果.