飞秒激光直写磁光玻璃波导研究

用飞秒激光在硼铝硅酸盐类磁光玻璃中直写光波导 。对比了 飞秒激光在TG20和TG28两种Tb³⁺浓度不同的硼铝硅酸盐玻璃中的磁光波导的效果 ,并研究 了飞秒激光脉冲的能量和偏振对波导的模式以及Verdet常数的影响。实验结果表明,圆偏振 光具有更低的 阈值能量,且诱导的折射率增量高于同功率的线偏振光,首次在实验上证明飞秒直写加工硼 铝硅酸盐磁光 玻璃时,折射率的改变主要源于离子键的三或四光子吸收过程。磁光系数测量表明, 飞秒激光的功 率与偏振对TG28中波导Verdet常数的影响较弱,Verdet常数损失量小于体材料的15%,而在TG20中 却可以达到70%。实验结果表明,TG28比TG20更适用于飞秒激光加工 磁光微结构,即通过对 磁光玻璃中掺杂离子浓度的选择,可以实现高磁光系数、高折射率调制的光学微结构的制备 。     

利用飞秒激光光镊捕获生物细胞

采用自行搭建的飞秒激光光镊,实现了对人体血红细胞（RBC）的稳定捕获。使用的光源为自行搭建的掺钛蓝宝石克尔透镜锁模激光器,输出中心波长810nm、脉冲宽度40fs和重复频率为100MHz的飞秒激光脉冲。通过实验比较了飞秒激光光镊和连续（CW）激光光镊的捕获能力,依据实验数据,比较了两者的Q值。实验结果显示,飞秒激光光镊对于捕获生物细胞同样有效,将光镊技术和飞秒激光特性相结合用于生物学研究领域会有很好的应用前景。     

飞秒激光直写透明光学材料光波导的研究进展

综述了飞秒激光直写光波导的加工过程和表征方法、可直写形成光波导的不同透明光学材料以及直写光波导应用的进展。总结了飞秒激光直写引起的折射率变化与材料有关,同时还依赖于加工的脉冲能量、脉冲宽度、偏振以及扫描速度等。指出飞秒激光微加工在光子器件领域的有很好的应用前景。     

飞秒激光直写实现氧化锗玻璃内部光调制

利用脉宽和重复频率可调的超快激光系统,研究了氧化锗玻璃内部自组装纳米光栅的结构特点和关键影响因素。确定了氧化锗玻璃中纳米光栅的形成阈值,发现其与材料的带隙及激光的脉宽有关。在优化加工参数的基础上,利用纳米光栅的双折射特性,在氧化锗玻璃内部实现了光学微元件,并演示了其功能。分析了飞秒激光的重复频率对纳米光栅的形成和结构性能的影响,发现氧化锗玻璃中纳米光栅的双折射强度具有反常的偏振依赖性,并分析了这种现象出现的原因。     

飞秒激光直写计算全息图

利用飞秒激光选择性地烧蚀玻璃上的金属镀膜,制备了计算全息图。该技术可以一次性制备反射及透射计算全息图,其优点是不需要光刻掩模而且不必对基体材料做特殊的前期及后期处理。     

飞秒激光直写计算机产生全息图

全息图的独特性质在于它能同时记录信息的强度和相位。传统的全息图是通过参考光束产生的干涉图样和一束成像目标反射的光束相干产生的干涉条纹记录形成的。自20世纪60年代末德国科学家罗曼提出计算机产生全息图以来，这项技术已成为信息光学的一个重要分支，并得到广泛的研究和应用。因计算机产生全息图不要求两束光发生物理相干而使过程简化。然而，在大规模集成电路制造方面，使用照相掩模和光刻技术制作全息图仍然存在自身的生产复杂性。     

飞秒激光光镊轴向力的计算与分析

光镊已成为捕获和操纵微米尺度粒子和生物细胞的有效手段，而目前常用的光镊光源为连续激光或长脉宽的脉冲光。提出飞秒激光光镊的概念．将飞秒激光序列脉冲视为对连续光的周期抽样，借助于连续光光镊的分析方法，建立了飞秒激光光镊对电介质微粒产生的轴向光学力的理论模型。给出影响捕获微粒的主要因素，指出存在最佳束腰半径和被捕获粒子半径。数值计算结果表明选取合适的飞秒激光脉冲能量、束腰半径、脉冲波长以及微粒与周围媒质的相对折射率．微米尺寸的微粒完全能被飞秒激光稳定捕获。综合考虑被捕获微粒所受的脉冲式光学梯度力、重力和布朗惯性力的作用，讨论了飞秒激光光镊轴向光学梯度力的脉冲式特点及实现稳定捕获的条件。     

基于OCDR的飞秒激光直写光波导微结构在线监测

飞秒激光直写技术具有无掩模、真三维、高精度等优点,在透明介质光波导器件立体加工中具有很好的应用前景。然而,实际加工中需根据目标材料的特性反复探索和优化加工参数,过程繁琐且复杂。提出了一种基于光相干域反射仪（OCDR）在线监测飞秒激光在已有波导中直写加工微结构或器件的新技术,以光纤波导为例研究了激光脉冲能量、脉冲频率及直写速率对加工结构回波反射特性的影响,并分析了反射特性与加工工艺参数的对应关系。研究结果表明：通过OCDR反射曲线突变点能够快速准确地确定引起材料性质改变的激光能量和脉冲频率的阈值条件,且根据曲线变化趋势和反射峰特点可判断材料性质改变类型;此外,通过分布式测量激光直写反射曲线,可获得加工速率对加工效果的影响规律。该技术为波导内飞秒激光直写微结构或器件工艺参数的摸索提供了一种非破坏、高效、在线的解决方案。     

激光光镊效应

简要慨括了激光光压力的理论,着重介绍了应用光压力进行粒子捕获,尤其是进行生物活体分析的问题——激光光镊。     

铜微纳结构的激光直写及其应用研究进展

电性能优良且成本低廉的铜微纳结构在柔性电子领域中展现出广阔的应用前景。激光直写因其快速灵活且可控性高等优势,成为铜微纳结构的高效加工方法之一。概述了微纳结构激光加工的技术特点,随后针对激光直写铜微纳结构展开论述。重点分析了前驱体成分及激光工艺参数对铜微/纳观结构及电性能的影响,探讨了激光直写在铜微纳结构可控制备中的优势。列举了所得结构在柔性电子器件制造中的典型应用场景,分析了典型器件的工作机理。此外,对激光直写微纳结构的未来发展趋势进行了展望。     

飞秒激光直写金属反射光栅的实验研究

提出了利用800 nm的飞秒激光在Ni金属表面直写反射型衍射光栅的新方法.研究了激光刻写速度、激光功率以及光栅周期等实验参数与直写出的反射光栅衍射效率的关系.在现有实验条件下,由50 fS激光脉冲单光束直写获得的Ni质金属反射光栅的一级衍射效率η为7.47%.     

激光光镊术简介

人们借助单一激光微光微光束与显微照相技术的共同配合，利用微激光束在透明微粒附近产生的梯度力，实现了对微小粒子的捕获及操纵。随着物理理论与技术的发展，所能操纵的粒子越来越小，对活性微体的损伤也在减小。目前这一技术不仅用来操纵原子、细菌、单细胞等，还在分子生物学、医学等领域中发挥着作用。同时非共轴多光束技术的引入，提高了这一技术操作的稳定性与方便性，为以后更广泛的应用提供了条件。     

利用飞秒激光直写技术制备钙钛矿微盘激光器

利用溶液法制备的钙钛矿微/纳米晶虽然可以得到性能良好的微型激光器,但是其所需生长周期较长且缺乏重复性.为了解决这一问题,提出了利用飞秒激光直写技术制备高重复性钙钛矿微盘激光器的新方法.首先使用双源共蒸的方法在石英玻璃衬底上沉积FAPbI3钙钛矿薄膜,然后采用飞秒激光直写技术在FAPbI3钙钛矿薄膜上制备不同直径的微盘激...     

飞秒激光双光子聚合加工微纳结构

针对微/纳机电系统（MEMS/NEMS）零部件加工制造难题,研究具有亚衍射极限空间分辨率的飞秒激光双光子聚合加工方法,搭建钛蓝宝石飞秒激光微纳加工系统,对液态聚合物材料进行飞秒激光双光子聚合加工工艺试验研究。结果表明:随着激光功率的降低,单个固化点的尺寸减小,加工分辨率提高;扫描步距减小,所加工工件的表面粗糙度数值减小,但加工效率降低。基于CAD软件设计出微米墙和纳米线构成的三维微纳结构,利用飞秒激光双光子聚合加工得到该三维微纳结构实物,通过优化工艺参数加工出直径小于100 nm的纳米线,从而证明飞秒激光双光子聚合加工方法为微/纳器件的制造提供了一种有效方法。     

飞秒激光诱导微纳功能结构的研究进展

上海光机所光子技术实验室在飞秒激光诱导微纳功能结构研究方面取得新的重要进展，研究了一种新的计算全息方法。该方法利用飞秒激光直写技术在金属薄膜上形成计算全息图，不需要掩模且不必对基体材料做清洗、刻蚀等特殊的前期及后期处理。通过模拟算法，设计出Fourier型二元全息图。该方法克服了传统计算全息图工艺复杂，     

飞秒激光直写高反射率中红外光纤布拉格光栅

采用飞秒激光逐线直写法,在氟化物光纤中制备出了窄带宽、高反射率的中红外光纤光栅,其中心波长为2964.34 nm, 3 dB带宽为1.24 nm,反射率高达99.27%。该工作有利于构建"全光纤化"中红外光纤激光器,对推动国内中红外光纤激光器核心器件的全自主化具有重要意义。     

飞秒激光烧蚀玻璃基质金属薄膜直写衍射光栅

提出了一种新的制备光栅的方法,利用800 nm的飞秒激光扫描蒸镀在石英玻璃衬底表面的金薄膜,通过烧蚀金薄膜在衬底表面形成衍射光栅。用波长为532 nm的激光照射光栅,测量其一级衍射效率,测得的衍射效率最高为6.98%。通过改变激光扫描速度、激光功率、光栅周期等实验参数研究其对制备的光栅的一级衍射效率的影响,结果表明,降低激光扫描速度,减小光栅周期,或增加激光功率都能提高制备光栅的一级衍射效率。     

基于飞秒激光直写的三维高定向碳纳米管组装

介绍了碳纳米管(CNTs)/聚合物复合材料分散性、定向排布和组装方面的研究进展,并利用双光子聚合(TPP)激光直写技术,实现了多壁碳纳米管(MWNTs)在三维空间的定向排布和分子组装。通过加入硫醇分子,提升了MWNTs/聚合物复合材料中CNTs的分散性和掺杂浓度,增强了CNTs/聚合物复合材料在电学、光学、力学方面的性能,并成功实现了三维CNTs功能器件的制造。研究结果表明,通过将TPP激光直写技术与热退火工艺相结合,可以实现对CNTs簇排列方向和位置的精确控制。