激光直写制备金属与碳材料微纳结构与器件研究进展

激光直写技术作为一种新兴的低成本、高效、高精度的加工技术,可以适用于几乎任意自由度的二维或者三维微纳结构快速成型制备.这对光电子以及半导体微纳结构与器件的制备具有重大的意义.金属微纳结构在电子学和光子学中有着广泛的应用.本文综述了激光直写制备金属微纳结构相关研究进展.主要包括激光直写制备金、银、铜以及复合材料微纳结构与...     

飞秒激光直写诱导PMN-PT晶体表面LIPSS结构相变特性

本文提出一种由飞秒激光直写技术诱导的基于弛豫铁电体PMN-PT晶体的表面周期结构(LIPSS),通过不同激光参数的改变,实现了LIPSS结构周期从750 nm到3μm的变化。最后,通过升高温度探究了LIPSS结构的相变特性。对比基底的相变特性,飞秒激光诱导的LIPSS结构的居里温度有明显的降低,这一特性将会为基于PMN-PT晶体的温控调制器的制备提供新思路。     

纳米颗粒自组装SERS基底的发展及应用进展

表面增强拉曼散射(SERS)技术作为一种分析手段,因其高灵敏度、高选择性、及对样品的非破坏性等,在生物医药、环境检测、分析化学及食品安全等领域获得了广泛应用。金属纳米颗粒阵列因具有较强的局部表面等离子共振效应,能构造出高性能的SERS基底。自组装技术作为可制备出高度有序、可重复性高且结构可控的纳米阵列的方法,迄今仍是SERS基底构造研究领域中的热点。简单介绍了自组装技术的方法及其在SERS基底制备中的发展及应用,并对其未来发展趋势做出展望。     

超快激光制造表面增强拉曼散射传感器

表面增强拉曼散射(SERS)传感器在诸多领域拥有重要的应用潜力。为实现高精度SERS检测,增加热点密度和热点区域中分析物分子数量成为当前研究的重点。超快激光可快速在材料表面构筑大面积的微纳米结构,对于高性能SERS基底的商业化制备具有重要的意义。本文从热点密度和检测区域中分析物分子浓度两个方面,总结了近年来超快激光制造高性能SERS基底的工艺方法。超快激光既能“自下而上”,也能“自上而下”加工出具有局域场增强效应的微纳米结构。其中,超快激光制备的超疏水表面是目前实现待测分子富集的有效方法之一。最后展望了激光制备SERS基底的应用前景。     

飞秒激光加工微纳光学器件

光学器件正在向着小型化、集成化以及柔性可变形等方向发展,基于集成微纳光学器件的光学系统以其较低的功耗、快速的响应时间以及高信息容量等优势脱颖而出。然而目前的高精度微纳加工手段如聚焦离子束(focused ion beam,FIB)刻蚀、半导体光刻等工艺复杂,且缺乏灵活性。飞秒激光作为一种非接触、高精度、高脉冲强度的“冷”加工工具在微纳加工方面受到格外青睐。本文首先阐述了飞秒激光加工微纳光学器件的背景及相关机理,然后讨论了提高飞秒激光加工分辨率的各种方法,接着综述了基于飞秒激光的多种先进加工手段,其后总结了近年来飞秒激光加工微透镜、光栅、光波导以及光子晶体方面的代表性研究进展。最后,本文概括了飞秒激光加工微纳光学器件研究领域所面临的挑战以及未来发展方向。     

全数字化激光直写转台系统

为提高极坐标激光直写设备的性能,设计成全数字化的转台系统,增强了与平台、调焦、 光强系统的同步。提出数字锁相积分、可编程PID控制及变周期稳速判据等概念,并应用于转台控制器设计。配合改进的快速光强调制系统,使极坐标激光直写设备具备制作精确环、任意弧和变宽线条的能力。     

ISI-2802激光直写系统及其应用

介绍中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室引进的国内首台激光直写系统的工作模式、基本结构、主要性能和应用范围等，并给出用这台设备已经作出的一些掩模图形的样品。     

仿生超滑表面的飞秒激光微纳制造及应用

仿猪笼草的超滑表面由于可以抵抗多种液体的粘附,具有优异的稳定性与自修复性,受到越来越广泛的关注.而飞秒激光由于其对加工材料的普适性、高精度,以及高可控性,成为仿生超滑表面制备的有力手段.本文以仿猪笼草的超滑表面为背景,以飞秒激光微加工技术为手段.从超滑表面的飞秒激光微纳制备和应用两个方面,概述了超滑表面的微纳制造和应用...     

飞秒激光微精细加工技术与MEMS动态测试技术

本文阐述了飞秒激光微精细加工技术的原理特点，在微机械和微光学中的应用，及其在加工研究中取得的一些进展；提出一种基于计算机视觉、显微干涉及激光多普勒的MEMS的动态测试技术，实现MEMS器件平面运动幅度的快速测量、平面和离面运动的测量和离面运动的瞬态测量。     

微粒的激光引导直写技术

基于激光引导直写的堆积成形技术可以操纵微米尺寸的材料微粒进行组装构成微结构。本文介绍了激光引导直写技术的相关原理和研究进展,同时结合实验结果对此操作过程做了探讨,最后对相关应用前景进行了展望。     

飞秒激光制备柔性电子器件进展

消费电子市场正推动柔性电子器件向集成化、小型化及可穿戴的方向发展,同时也对柔性电子器件的制备提出了新的要求.光刻工艺加工精度高,但其成本昂贵、加工流程复杂且效率低.相比而言,飞秒激光加工兼有加工精度高和工艺流程简单的特点,已展现在制备柔性电子器件方面的独特优势和应用前景.为了更好地了解这一新兴领域的进展,本文概述了与柔...     

校正激光直写邻近效应的快速方法

针对激光直写中的邻近效应的特点，提出通过直写曝光数据补偿进行光学邻近效应校正的快速，有效方法，并获得了满意的实验结果。     

双光束超分辨激光直写纳米加工技术

随着纳米技术的不断发展,各行业领域对纳米尺寸结构的加工需求与日剧增,激光直写加工技术作为一项重要的三维微纳结构加工手段,在多个现代科学技术领域得到了广泛应用。针对三维微纳结构制备,双光束超分辨激光加工技术,结合双光子聚合(TPP)过程与受激发射损耗(STED)纳米显微技术的原理,实现了超光学衍射极限的加工分辨率,为三维纳米结构加工技术及其应用提供了新的发展方向。本文将阐述基于双光束超分辨激光加工技术超光学衍射极限的基本原理,并回顾该技术在改善加工线宽及分辨率等方面的研究进展,以及在相关领域中的应用。最后就如何实现低成本、高效率、大面积、多功能性材料加工存在的挑战和未来发展方向进行了讨论。

     

飞秒激光三维微细加工技术

双光子吸收几率与光强度的平方成正比,因此,双光子吸收引发光致聚合局限在紧密聚焦的焦点区域,通过控制焦点的扫描运动可实现高精度三维加工。基于该原理,提出了一种利用飞秒激光进行微细加工的技术。根据此技术,建立了飞秒激光三维微细加工系统,该系统包括光源系统、显微镜系统、实时监测系统和精密移动系统等。研究发现,该系统加工的直线线宽最小可达500nm;加工线宽与加工速度成反比;激光功率为2mW时,最大和最小临界加工速度分别为80μm/s和1μm/s;制备出线宽1μm,宽度5μm的“CHINA”复杂结构,以及杆间距、层间距均为5μm的三维木堆型光子晶体结构。实验证实,该技术是一种非常灵活的微细加工技术。     

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．     

飞秒激光微精细加工技术与MEMS动态测试技术

本文阐述了飞秒激光微精细加工技术的原理特点,在微机械和微光学中的应用,及其在加工研究中取得的一些进展;提出一种基于计算机视觉、显微干涉及激光多普勒的 MEMS 的动态测试技术,实现 MEMS 器件平面运动幅度的快速测量、平面和离面运动的测量和离面运动的瞬态测量。     

激光直写光刻工艺技术研究

研究了利用激光直写技术制作微细图形的工艺方法，应用ＩＳＩ－２８０２型激光直写系统，通过实验，分析了激光曝光机理以及提高实用分辨力的途径。得到了激光直写系统参数与处理工艺参数之间的匹配关系，实验数据对研究制作各种掩模版、衍射光学元件以及ＡＳＩＣ电路都有应用价值。     

激光直写系统中的对准技术应用研究

基于ＩＳＩ－２８０２型激光直写系统原有基片的多图形对准方法，针对衍射光学元件（ＤＯＥ）图形的特点，通过设计合理的对准标记、修改对准识别文件和实验，产生了一套适于ＤＯＥ图形套刻的对准方案。其对准误差小，达到了系统规定指标。并实验研制出了１６位相台阶的ＤＯＥ，取得了良好的效果。     

自组装金纳米粒子及其SERS应用

利用柠檬酸钠还原法制备了粒径均匀的AuNPs,并成功实现了其在APTMS修饰的玻璃表面的自组装,得到表面增强拉曼(SERS)基底。以R6G为探针分子检验了SERS基底的活性,其具有较强的增强性能。探讨了不同粒径AuNPs对SERS基底性能的影响,结果表明SERS基底的增强因子随着粒径的增大而增强。这种自组装策略为低浓度有机污染物的探测提供了一种有效的方法。     

墨水直写、喷墨打印和激光直写技术及其在微电子器件中的应用

直写技术是一种新型微加工技术,其加工过程不需模板并可在亚微米至厘米范围实现材料加工成型。墨水直写、喷墨打印和激光直写作为最常用的直写技术,具有强大的二维、三维成型能力和优异的成型精度,可实现金属、陶瓷、聚合物、水凝胶等复杂构型的程序化构筑,被广泛应用于微电子、组织工程、微流控等领域。阐述了这3种直写技术的构型原理和材料选择,重点介绍了其在微电子器件制造中的应用,讨论了当前研究的难点和热点问题,并对其未来发展趋势进行了展望。