双光子激光三维微细加工及信息存储技术

利用具有极高脉冲光强的飞秒激光器和对光束进行强聚焦的显微镜装置可以制造具有亚微米精度的三维微器件以及进行三维高密度信息存储。文本介绍了自行开发的双光子微细加工系统以及三维高密度信息存储系统，以及用该系统进行三维光学微细加工及三维光学信息存储的实验情况，给出了部分利用已建立的加工系统所获得的初步实验结果。     

红藻条斑紫菜R－藻红蛋白中的能量传递过程

本文通过对条斑紫菜Ｒ－ＰＥ（藻红蛋白）及其α－β－γ亚基的吸收光谱和荧光光谱进行计算机解叠，研究了Ｒ－ＰＥ内发色团之间的能量传递过程，并对Ｒ－ＰＥ及亚基内的各发色团进行了“ｓ”和“ｆ”型的指认。发现在亚基中为“ｆ”型的发色团在Ｒ－ｐＥ（αβ）＿６γ中起着“ｓ”型发色团的作用，且将能量传递给最后的“ｆ”型发色团。荧光激发偏振光谱进一步证明了Ｒ－ＰＥ内的能量转移过程与计算机解叠的结果一致。     

新型双光子引发剂光聚合行为及微器件制备

针对800 nm的激发光源设计合成了3种具有D-π-D分子构型的新型二苯乙烯衍生物(分别命名为BPSBP,BESBP和BCSBP)作为双光子引发剂.利用飞秒激光研究了该系列双光子引发剂的双光子光聚合行为,着重讨论双光子引发剂浓度对聚合阈值和双光子引发剂浓度、聚合能量及曝光时间对聚合分辨率的影响.综合影响聚合分辨率、系统加工效率和微器件表面质量的因素,以浓度为32μmol/g的BPSBP作为双光子引发剂的聚合体系,在9×105mJ/cm2的聚合能量下制作出了亚微米级的三维周期微结构等微器件,并用电镜(SEM)进行了表征.     

双光子吸收光致变色三维光存储实验研究

介绍了双光子吸收光致变色光存储的存储原理，利用单光束双光子吸收三维光存储和反射式荧光共焦扫描读出实验装置，分别进行了写入激光功率、曝光时间和存储深度不同时双光子吸收光致变色三维光信息存储特性(读出信号强度和存储点尺寸)的实验研究。结果表明，读出信号强度主要取决于写入时的激光功率和曝光时间。读出信号强度在激光功率较低时与写入激光功率的平方成正比，而当写入激光功率大于一定值时，读出信号强度达到了饱和。读出信号强度随着曝光时间的增加也明显地呈现出饱和效应。此外，读出信号强度随着存储深度的增加明显地减弱了。存储点尺寸随着写入激光功率的增大、曝光时间的增长也迅速增大。较高的写入激光功率和较短的曝光时间有利于信息的高速存储。     

飞秒激光双光子复杂结构的微细加工

阐述了双光子激发的原理和飞秒激光三维加工的技术特点。利用自行研制的飞秒双光子微细加工系统，在优化工艺参数的基础上，加工出一系列三维微结构，并实现了可动的三维微系统一齿轮轴系统的一次成型。     

双光子激光三维微细加工及信息存储技术

利用具有极高脉冲光强的飞秒激光器和对光束进行强聚焦的显微镜装置可以制造具有亚微米精度的三维微器件以及进行三维高密度信息存储.文本介绍了自行开发的双光子微细加工系统以及三维高密度信息存储系统,以及用该系统进行三维光学微细加工及三维光学信息存储的实验情况,给出了部分利用已建立的加工系统所获得的初步实验结果.     

双光子三维微细加工的分辨率研究

为了改善双光子加工的成型精度和微器件的质量，提高加工系统的分辨率是十分重要的。根据自由基类光聚合材料双光子加工分辨率的理论分析，提出等光强面概念，并在此基础上讨论了激发光强与系统加工分辨率之间的关系。通过不同光强条件下双光子三维加工固化单元的实验，验证了等光强面和系统分辨率之间的对应关系，并分析了出现微小差异的原因。根据上述理论模型，可以估算一定实验条件下系统可实现的加工分辨率，优化加工工艺参数。最后给出了部分微器件的成型结果。     

双光子三维微细加工的进展

介绍了双光子微细加工的原理及特点，总结了国内外在三维微结构、三维功能器件以及新型材料双光子微细加工的一些进展．同时介绍了作者在双光子三维微细加工研究中取得的一些研究结果．     

双光子激光三维微细加工及信息存储技术

利用具有极高脉冲光强的飞秒激光器和对光束进行强聚焦的显微镜装置可以制造具有亚微米精度的三维微器件以及进行三维高密度信息存储。文本介绍了自行开发的双光子微细加工系统以及三维高密度信息存储系统 ,以及用该系统进行三维光学微细加工及三维光学信息存储的实验情况 ,给出了部分利用已建立的加工系统所获得的初步实验结果     

折射率失配对双光子三维信息存储中信息点的影响

根据Torok的光在多层介质中传播的理论,模拟了在折射率失配情况下点扩展函数的强度分布.在介质折射率为1.48,多种物镜数值孔径NA=0.25、0.45、0.65、0.85条件下,分析了信息点轴向尺寸及读出信号强度变化趋势.选取合适的光学参数(如物镜的数值孔径NA=0.45,存储介质的折射率1.48),能够使信息点在深度200μm内轴向尺寸变化率小于4%,信号读出强度变化率小于30%,提高了存储效果.对选取各种物镜和介质折射率的情况下信息点的变化趋势分析表明,折射率失配使信息点横向尺寸随深度变化不大,而轴向尺寸及信号读出强度产生较大的变化,变化的程度与物镜NA、介质的折射率及存储深度密切相关.采用与模拟时相同的光学参数,在光致变色材料中进行了双光子三维存储实验.通过观察信息点的轴向及横向扫描图像和信号的读出强度,证实了这种变化趋势.实验结果为双光子三维存储提供了参考依据.