多光子纳米加工中激光扫描条件对金属微纳结构的影响

研究了飞秒激光多光子还原制备银微纳结构技术中激光扫描条件对金属微纳结构与形貌的影响。结果表明:增加激光扫描点间距d可获得较小线宽,延长曝光时间t使线条变宽,增加扫描次数N可使金属微纳结构表面银纳米粒子熔融凝固成较大尺寸颗粒及块状物。     

变换光学的物理原理和前沿进展

变换光学基于麦克斯韦方程的形式不变性,可以任意的控制电磁场达到需要的空间分布,是最近光学以及工程领域的热门研究方向。我们从历史发展的角度回顾了变换光学概念的产生历程,简要介绍变换光学的基本物理原理,并结合光学隐身、光学幻觉和波导工程等现代光学工程实验总结了在当前科学和工程领域中的代表性应用。介绍近期变换光学新概念框架的进展以及在声学、热学、量子波领域中应用的拓展,讨论变换光学未来理论和工程方面的发展方向。     

SU-8胶双光子微加工分辨率与工艺条件研究

为了提高SU-8光刻胶的微加工分辨率,利用飞秒激光双光子聚合技术研究了SU-8光刻胶微加工时的加工工艺条件与分辨率之间的关系.实验在本研究组自主研制的纳米光子学超细微加工系统上进行,以钛蓝宝石飞秒激光器发出的780 nm波长激光作为加工光源,考察了不同激光功率与曝光时间等激光加工条件和后烤与无后烤等工艺条件对SU-8聚...     

高精细水凝胶微图案的快速制备及其对细胞行为的诱导

为探索不同尺寸的水凝胶微图案对细胞的诱导调控作用,本文采用飞秒激光无掩模投影光刻技术,将水凝胶前驱体溶液制备成所设计的图案,同时结合大面积拼接,获得了具有大面积、不同尺寸的多边形和多角星微结构.详细研究了微结构的最佳加工条件及其浸润性.带有微结构的基底与成纤维细胞共培养的实验结果表明,微结构的空间限位作用会改变细胞形貌...     

双光子微纳加工技术结合化学镀工艺制备三维金属微弹簧结构

利用飞秒激光双光子微纳加工技术与化学镀工艺制备了三维金属微弹簧结构。采用扫描电子显微镜(SEM)及选区电子能谱(EDS)对镀层进行了表征,当化学镀时间为15min时,所得到的镀层厚度约为130nm。对不同电镀时间下获得的镀层电阻率进行了测定,实验结果表明,当电镀时间为35min时得到的镀层电阻率约为80×10-9Ω·m,仅为银块体材料电阻率16×10-9Ω·m的5倍。利用这种方法,我们制备了总长度为28.75μm、周期为2.93μm的悬空金属弹簧结构,其中弹簧圈数为9圈,直径为6μm,弹簧线分辨率为1.17μm。文中所述的将双光子微纳加工技术与化学镀技术相结合的方法可以实现任意三维微金属结构与器件的制备,在微光学器件、微机电系统(MEMS)及微传感器等领域有着广泛的应用前景。     

双光子三维微结构快速制备技术

建立了一种利用双光子聚合技术快速制备三维微结构的方法,并对加工分辨率进行了研究。通过对高速扫描原理的研究,提出了采用二维振镜与一维压电微移动台相结合,利用跳跃和扫描协同的运动模式,以段段扫描方式进行三维微结构加工的系统来提高其加工速度。实验制备千里马和具有木堆结构的三维光子晶体结构说明,采用上述扫描方式可使其加工速度较点点扫描方式提高10倍至1 000倍。实验结果表明,使用一定的激光功率时,其加工分辨率随曝光时间减小而显著提高,实验得到了50 nm的线宽分辨率,超过文献报道的100 nm的最高值。研究还表明,上述加工方法可实现激光三维微结构的快速制备并具有高分辨率加工的特点。     

新型有机盐光引发剂的双光子聚合特性研究

本文运用激光微细加工技术，通过对不同浓度引发剂的甲基丙烯酸类树脂的聚合行为进行评价，研究了1-甲基-2-[2-（9-戊基-咔唑-3-基）-乙烯基]-3，3-二甲基吲哚碘盐（Ⅰ）作为双光子光引发剂的聚合特性，结果表明该化合物在扫描速度为44μm／s时，双光子聚合阈值为139kJ／cm%2；当激光能量密度为286kJ／cm^2时，引发聚合的曝光时间阈值为0．7ms．实验结果为进一步作为双光子聚合三维结构的微细加工提供了可靠依据．     

熔锥平行排列3×3单模光纤耦合器的研究

平行排列 3× 3单模光纤耦合器在光开关、光缓存器、光谐振腔、光滤波器等方面有很重要的应用 ,偏振态的演化和波长特性是耦合器应用中的关键问题。利用模耦合理论对平行排列 3× 3单模光纤耦合器的输出性能进行了详细分析 ,得出了光纤引线对耦合器的输出偏振态演化起主要作用 ,而耦合区的影响则比较小 ;通过理论推导模耦合系数 ,分析了耦合器的分光比随波长的变化关系 ,得出了输出分光比比较稳定的耦合器所需要的合适芯间距(对于我们研制的为 12 .5 μm)。并采用可移动火焰实际研制出了具有长耦合区的平行排列 3× 3单模光纤耦合器 ,测试表明输入光波长在 1 5 0 0～ 1 5 75 μm范围内变化时 ,耦合器的输出分光比变化不大 ,理论与实验结果基本相符     

可见光波段飞秒激光双光子微纳加工研究

基于矢量衍射理论,计算了多个可见光波段激光经紧聚焦后在焦点附近的双光子点扩散函数。计算结果表明,双光子吸收效应的作用区域随着波长的减小而减小。采用多个可见光波段飞秒激光光源进行了双光子光聚合加工,并对加工分辨率和加工阈值进行了分析。实验结果表明,在每个激光波长条件下,降低光子流密度能够提高加工分辨率;随着加工波长的减小,双光子加工的阈值逐渐降低。