用准分子激光进行微加工

大多数激光材料加工应用都落在两个范畴内，即宏观和亚微米范畴。宏观加工应用指的是焊接、切削和钢板、纸张、尼龙材料的切割。在加工尺寸的另一端，对半导体的亚微米加工可制作现代大容量存储器和中央处理器（CPU）芯片。介于这两者之间的加工方式称做加工，它复盖1μm～1mm之间的范围。读者可能已在广告和文章中看到微加工的图形，如刻写在人头发丝和微型金刚石齿轮上的字符。虽然这种图形有力地说明准分子激光在微加工方面的潜力，但直至最近，这种潜力还没有得到真正实际应用。随着微加工正在成为工业激光市场中最快增长部门之一，以…     

准分子激光微加工用Schwarzchild物镜设计

设计了一种用于248nmKrF准分子激光投影刻蚀加工的反射式物镜。它不仅因无色差具有与可见光同轴观察对准的特性,还满足了激光微加工对物镜大倍率大工作距离的要求。     

微加工准分子激光器

微加工准分子激光器准分子激光器用作材料微加工和表面修整中的光刻紫外辐射源。目前，世界上有十多家公司和企业致力于准分子激光器的设计生产。业已广告亮相的激光器类型达７０多种。１９９２年的销售量，达到约３５００万美元［‘］。业已生产几种激光器的辐射波长：１...     

微加工准分子激光光束质量评价体系探讨

对在准分子激光微加工配套系统研制开发及微结构加工工艺研究的实际工作中碰到的准分子激光光束质量指标进行了详细分析,采用一整套光束诊断技术对LambdaPhysikLPX305iF型激光器进行测试评价。     

应用于准分子激光的透镜阵列均束器

设计了一套基于积分原理的准分子激光透镜阵列均束系统。通过对 18 块 4 mm×40 mm的柱面透镜叠放,组成9×9级的透镜阵列,将光束分成81束,彼此独立传播,实现了对准分子激光原始光束分束、放大。随后利用收集透镜将每束光叠加在同一位置,得到了在13 mm×13 mm范围内能量均匀度误差小于±5.00的光强分布。克服了原始光斑内部能量分布不够均匀的缺点,达到了准分子激光掩模投影加工的光束质量要求。相比于激光直写的加工方式,提高了加工效率。     

水辅助准分子激光微加工硅的实验研究

为了研究脉冲激光在不同介质中的刻蚀特性,采用20ns短脉冲、248nm准分子激光(能量为150mJ~250mJ)分别在水和空气两种介质中对半导体单晶Si片进行微刻蚀实验研究。在实验的基础上,研究了两种介质中准分子激光刻蚀Si的刻蚀孔的基本形貌和刻蚀速率,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,水辅助激光微加工时,熔屑易从加工区排出,有助于提高加工的表面质量;同时,水的约束提高了冲击作用,使得刻蚀速率加快。     

部分相干激光匀束器的设计及应用

传统激光匀柬器的设计是假设输人场为完全相干的，但对于准分子激光器等输出为部分相干场的光束匀滑并不适用。利用部分相干场的传输及衍射理论．开展了这一类激光器匀滑的方法研究。推导出部分相干场与完全相干场下激光匀束器的目标像面的关系式，总结出这一类器件的设计方法。仿真结果表明，上述方法设计的匀束器在全相干场下像面出现激烈的振荡，但在部分相干场下得到了理想的平滑输出强度分布。介绍了部分相干激光匀束器在新一代光刻机照明系统、材料加工、激光医疗中的应用前景。     

准分子激光微加工技术结合模塑技术加工微流控芯片

利用准分子激光微加工技术与模塑技术相结合的方法制造微流控芯片。用准分子激光在玻璃基胶层上刻蚀出加工质量较高的微流控生物芯片形貌,通过电铸技术对微流控芯片进行复制,得到反向金属模具。用金属模具通过注塑成型技术用聚碳酸酯注塑出微流控芯片。系统研究了准分子激光的能量密度和工作台移动速度对胶层微通道加工质量的影响;测量并分析了激光刻蚀加工出的微流控芯片原型、电铸的反向金属模板和注塑成型后的微流控芯片的轮廓精度和表面粗糙度,上表面尺度偏差不大于2μm,底面粗糙度小于20 nm。对注塑出的微流控芯片和激光直写刻蚀的几何结构相同的微流控芯片的流动性能进行比较测试。在流速较小时,用激光微加工技术与模塑技术相结合的方法加工的微通道比准分子激光直写法所加工的微通道流动性能更好。     

微加工应用激光设计的革新

加州新波研究公司制造的小型闪光灯泵Nd：YAG激光器增进了对半导体损伤的分析和液晶显示器的修复。1996年初推出QukLaze装置也是电阻修饰和熔丝熔断的有效工具，可以用于陶瓷上金制多芯片组件之类的金属汇流排的切割。为了执行连贯器件上的重复性任务，精密激光微加工需有能以复杂图样方式移动的工作表面和一种观察加工区域的手段。为满足这种要求，QuikLaze装置设计成可以装配马达移动台结构，从而可使元件在光束下面作两维移动。光束可用任选的FS60系列显示镜或A-变焦镜聚焦。闪光灯泵激光器在三个波长上工作：即1064、532和355nm。…     

准分子激光精细加工粉末材料的研究

采用波长 2 48nm的krF准分子激光器 ,通过掩模投影直刻方式对铅粉、铝粉以及氧化锌纳米粉的精细加工进行了研究。结果表明 :在同样条件下 ,准分子激光对于氧化锌纳米粉和铅粉、铝粉两种金属粉末的加工机理有所不同。本文初步分析了几种激光加工工艺参数对于加工质量及加工机理的影响。其中激光能量对加工质量的影响较大     

激光微加工的进展

介绍了用于微加工的激光器种类和特点，并阐述了国外激光微加工的研制情况及其发展前景。     

窄线宽准分子激光腔内棱镜扩束器的优化设计

棱镜扩束器(PBE)广泛用在准分子激光腔内光谱压窄系统中,可以有效降低光束发散角和系统内能量密度。为了实现窄线宽激光输出并降低腔内损耗,需要对棱镜扩束器的棱镜个数、单棱镜扩束倍数和棱镜顶角进行优化设计。根据棱镜扩束倍数的理论,数值分析了入射角、顶角和出射角对棱镜扩束倍数的影响,并在实验上很好地验证了扩束倍数与入射角的关系。此外,推导了激光器线宽压窄系统实现一定激光线宽输出所需的总棱镜扩束倍数。优化设计了扩束倍数M为13.3的氟化钙消色散棱镜扩束器,在此基础上,实现了0.915pm的窄线宽ArF激光输出,实验结果与理论设计吻合。     

激光微加工应用潜力的调查

微加工的一个极为重要的应用是集成电路芯片的制造，因为集成电路芯片尺寸在变小而电路复杂度却不断增加。激光微加工技术对两个方面皆有贡献，既能提高电路复杂度，又不多占芯片空间。随着高级终端微处理器和控制芯片的管脚数目超过２０８个，一些独创性的技术如球状格子...     

准分子激光加工PMMA生物芯片片基的实验研究

用准分子激光对高聚物材料进行微加工制作,可以得到比较理想的高聚物基生物芯片。采用248nm的KrF准分子激光器对PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)进行微细加工,探讨了准分子激光与PMMA相互作用的机理。进行了表面微通道制作和打孔实验,研究激光加工的工艺参数及加工质量的变化规律。结果表明,准分子激光蚀刻完全适合生物芯片的制作,而且加工过程简单,是一种行之有效的制作方法。     

激光微加工设备模块化设计

近年来,激光精细加工技术在我周的先进制造业特别是微加工领域得到了迅猛的发展,作为一种新兴的加工技术,其有非接触、无磨损、无污染、效率高、附加值高等传统技术无法比拟的先进性和优越性,正在逐步取代现有技术成为精细加工技术主流.研究首先介绍了激光精细加工设备模块化设计的发展背景及重要性.然后,重点分析了各个基础模块,介绍了关键功能模块.接着,论述了模块的一体化控制技术和通讯接口技术.最后,对研究作了总结.     

光生物芯片的激光微加工

光生物芯片将光学和微流体元件以及半导体光辐射装置结合起来。它可以广泛利用包括聚合物、玻璃和薄金属膜层等合适的材料来实现低成本装置。激光精细加工是一项能够实现这些材料的亚微米分辨率加工的可行的理想的加工技术。本文描述了利用激光微加工技术来实现一些光生物芯片和元件等。这些装置利用微流体和电动方法来实现微生物细胞的控制和表征。受激准分子激光微加工技术已经在制造复杂的微电极阵列和微流体沟道中得到了应用。为了实现垂直腔面发射LED和激光器的光能够在芯片中传输,准分子激光器也在制造片上微光学元件（例如微透镜和波导）中得到了应用。超快脉冲激光器已经成功应用于构造晶片级的半导体光发射器件中。在实现这些有源晶片的表面图形化和体加工时能够保持其功能不变。本文主要介绍了超快激光器和准分子激光器在实现结构制作方面为晶片反应室内提供环状光照明的用途。该工作中采用的激光微加工技术仅需要很少的后处理,因此可以使得这些元件能够满足光生物芯片从少量到大量的生产。     

大功率激光扩束器的光学设计

为了使激光扩束器可以长时间的工作于大功率激光照射情况下,在传统多波长激光扩束器的基础上,利用变更材料和结构的方法进行改进,设计了2.3倍和6倍两级扩束的激光扩束器,用光学设计软件分析其像质并进行优化,对像质进行理论分析;加工成型后,置于实际环境中进行实验。经实验验证,在调Q脉冲激光器的峰值功率高达20MW的大功率激光照射下,在系统后1m位置出射光束直径分别为24.5mm和154.8mm,脉冲间隔可以在5s以上,并很好地保持了高斯光束的固有特性。结果表明,扩束器完全达到设计要求,有良好的使用效果。