 |
為何選擇飛秒激光？
與納秒和連續(xù)波激光器相比，超短脈沖可以非�？焖俚靥峁┠芰浚瑥亩a(chǎn)生高峰值強(qiáng)度。
|
|||||||||||||||||
| [發(fā)表評論] [本類其他服務(wù)] [本類其他服務(wù)商] | ||||||||||||||||||
| 服務(wù)商： 锘海生物科學(xué)儀器（上海）股份有限公司 | 查看該公司所有服務(wù) >> |
為何選擇飛秒激光？
與納秒和連續(xù)波激光器相比，超短脈沖可以非常快速地提供能量，從而產(chǎn)生高峰值強(qiáng)度。
fs脈沖在比電子將其提供給晶格所花費(fèi)的時間更短的時間內(nèi)將能量傳遞給電子子系統(tǒng)。由于這個原因，當(dāng)通過fs激光器進(jìn)行微機(jī)械加工時，熱效應(yīng)最小，這使得材料能夠“冷加工”。因此，使用超短脈沖進(jìn)行切割和鉆孔具有卓越的品質(zhì)。此外，高峰值強(qiáng)度可以輕松達(dá)到材料中各種非線性效應(yīng)的閾值，從而開啟了使用fs脈沖在透明電介質(zhì)中創(chuàng)建集成3D結(jié)構(gòu)或通過直接激光寫入聚合物的功能性3D微米和納米結(jié)構(gòu)的可能性（ DLW）。
多光子聚合
多光子聚合的微細(xì)加工是一種直接的激光寫入技術(shù)，它允許光聚合物的3D結(jié)構(gòu)化是微米級和納米級的。
通過多光子聚合的微加工是一種直接激光寫入技術(shù)，其允許在微米和納米尺度上對光聚合物進(jìn)行3D結(jié)構(gòu)化。這可以通過各種非線性效應(yīng)的組合，仔細(xì)考慮激光輻射參數(shù)和精確的聚焦條件來實(shí)現(xiàn)。出于這個原因，3DLL被用于在納米光子學(xué)，微光學(xué)，微流體學(xué)，微機(jī)械學(xué)，組織工程等領(lǐng)域中創(chuàng)建功能器件。值得注意的是，應(yīng)用3DLL可以加工各種各樣的材料，包括混合有機(jī) - 無機(jī)光聚合物，可生物降解的聚合物，彈性體，蛋白質(zhì)等。
激光燒蝕
激光燒蝕通過將激光束聚焦在樣品表面上以從照射區(qū)域移除材料來工作。
基于材料和飛秒激光照射之間的超快速相互作用的激光燒蝕允許“冷處理”，具有最小的熱效應(yīng)和極好的切割質(zhì)量，而不會損壞周圍的材料。
選擇性激光蝕刻
超短脈沖激光輻射聚焦在透明材料內(nèi)，并通過多光子過程專門吸收在聚焦體積中。
選擇性激光蝕刻是一個兩步過程。首先，通過超短輻射改變玻璃或藍(lán)寶石的體積，然后將材料化學(xué)蝕刻掉。以這種方式，可以產(chǎn)生機(jī)械穩(wěn)定且耐用的結(jié)構(gòu)。
案例分析
了解Laser Nanofactory如何幫助克服一些行業(yè)挑戰(zhàn)
案例1
l 挑戰(zhàn)：
基于高分辨率（高達(dá)數(shù)百nm）單一特征生產(chǎn)光子器件，用于可見光和紅外光譜部分的應(yīng)用。
l 解決方案：
通過應(yīng)用超銳聚焦（NA高達(dá)1.4），低收縮SZGel和先進(jìn)的制造技術(shù)，可重復(fù)生產(chǎn)具有低于200nm特征和低于400nm周期的結(jié)構(gòu)。
案例2
l 挑戰(zhàn)：
創(chuàng)造具有復(fù)雜內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)和超強(qiáng)附著于基底的非變形復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)。
l 解決方案：
使用開發(fā)后收縮率有限的材料（如SZgel）可以在所有制造過程中保留制造的形狀。并且這種材料具有很好的粘附性。
案例3
l 挑戰(zhàn)：
制造具有精細(xì)（數(shù)百nm）內(nèi)部特征的相對較大（從數(shù)十μm到cm）的結(jié)構(gòu)。
l 解決方案：
在制造期間調(diào)整數(shù)值孔徑（NA）開啟了用于實(shí)時分辨率控制的簡單方式。因此，可以使用較低NA物鏡（<0.8）創(chuàng)建體積龐大且不需要高分辨率（>1μm特征尺寸）的零件，而使用較高的NA物鏡(>0.8）創(chuàng)建精細(xì)特征結(jié)構(gòu)（低于1μm）。
案例4
l 挑戰(zhàn)：
無需額外支撐或縫合的自由活動結(jié)構(gòu)。
l 解決方案：
SZGel在制造過程中是堅硬的凝膠形式，這使其能夠在制造過程中充當(dāng)物體的已生產(chǎn)部分的支撐。 與線性平臺電流掃描儀組合相結(jié)合，它可以在沒有額外支撐或縫合的情況下創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。SZGel是在制造過程中的硬凝膠形式，這使得它在制造過程中充當(dāng)對物體已經(jīng)生產(chǎn)部分的支撐。再與線性位移臺振鏡掃描器組合相結(jié)合，使它可以在沒有額外支撐或縫合的情況下創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。
案例5
l 挑戰(zhàn)：
在整體總尺寸（mm-cm）中制造相對較大的精密結(jié)構(gòu)（nm-um保真度）。這些組件在紫外到紅外光譜范圍內(nèi)應(yīng)具有機(jī)械剛性和透明性。
l 解決方案：
在熔融石英（在寬光譜范圍內(nèi)（從UV到近紅外）具有機(jī)械剛性以及透明）中使用選擇性激光蝕刻。 更重要的是，熔融石英不會表現(xiàn)出由發(fā)展引起的收縮，因此與初始模型的偏差最小，總體尺寸幾乎沒有限制。
案例6
l 挑戰(zhàn)：
以微尺度制造機(jī)械柔性結(jié)構(gòu)。
l 解決方案：
功能相互交織的幾何結(jié)構(gòu)，如“鏈?zhǔn)洁]件”，允許用硬質(zhì)材料（例如SZGel）創(chuàng)建靈活的宏觀規(guī)模的結(jié)構(gòu)。 SZGel簡化了這項任務(wù)，因?yàn)樗峁┝艘环N無需額外支撐就可以創(chuàng)建這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可能性。
案例7
l 挑戰(zhàn)：
由生物相容性材料制成的具有高長寬比特征和任意三維幾何結(jié)構(gòu)的微膠囊
l 解決方案：
在制造裝置中采用的放大的fs激光系統(tǒng)允許SZGel的無光引發(fā)劑結(jié)構(gòu)化，，從而大大提高材料的生物相容性和所制備特征的高分辨率。
案例8
l 挑戰(zhàn)：
制造具有任何所需形狀的微光學(xué)器件；優(yōu)化之后的表面幾何形狀允許最小化像差或產(chǎn)生奇特的光分布，例如貝塞爾光束或光學(xué)渦旋。
l 解決方案：
將極高的定位精度與高分辨率制造技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)適用于光學(xué)應(yīng)用的任意形狀的微透鏡表面粗糙度。
案例9
l 挑戰(zhàn)：
生產(chǎn)大型機(jī)械堅固的微針陣列，可用于微孔穿刺。
l 解決方案：
我們的技術(shù)可以制造超過cm的微結(jié)構(gòu)陣列（可工作范圍：110 x 110 x 60 mm）。 可以使用不同技術(shù)（3D激光光刻，選擇性玻璃蝕刻，燒蝕）來制作針頭，可供選擇的材料有玻璃，聚合物，陶瓷，金屬。
案例10
l 挑戰(zhàn)：
微流控系統(tǒng)包含具有不同形狀和尺寸的元件。
l 解決方案：
當(dāng)使用選擇性激光蝕刻時，可以在一個工藝步驟中刻下系統(tǒng)的所有組件。這項技術(shù)可以利用熔融石英制造出微流控系統(tǒng)，原因是熔融石英具有寬闊的透明窗口，光學(xué)和化學(xué)惰性，機(jī)械強(qiáng)度高。
案例11
l 挑戰(zhàn)：
數(shù)百微米范圍內(nèi)的3D物體，結(jié)合任意形狀、高縱橫比、精細(xì)和/或懸浮結(jié)構(gòu)。
l 解決方案：
高精度定位結(jié)合線性位移臺和振鏡掃描器可實(shí)現(xiàn)在幾百微米范圍內(nèi)物體的無縫隙無縫結(jié)構(gòu)化。結(jié)合SZGeL的高機(jī)械強(qiáng)度和硬凝膠形式，它允許將懸浮的、精細(xì)的和高縱橫比的特征納入相對較大的物體中。
案例12
l 挑戰(zhàn)：
光纖尖端上任意幾何形狀的三維結(jié)構(gòu)。
l 解決方案：
特殊支架允許在制造系統(tǒng)中固定光纖。 這樣就可以在光纖尖端上制造任何一種3D結(jié)構(gòu)。
案例13
l 挑戰(zhàn)：
清除陶瓷中的激光燒蝕邊緣。
l 解決方案：
用fs激光（左）和ns激光（右）對陶瓷材料進(jìn)行激光燒蝕：用ns激光燒蝕時，燒蝕邊緣熔化并出現(xiàn)一些裂紋。與此相反，fs激光燒蝕的邊緣是干凈的，沒有影響任何周邊材料損傷。
