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基于相位调制的飞秒激光微纳米加工技术研究

何冀军  
【摘要】: 飞秒激光加工具有加工分辨率高,真三维加工能力等特点。而飞秒激光加工的固化单元点的高宽比较大,影响其加工三维分辨率的提高。超分辨技术是一种使聚焦光斑小于艾利斑,提高光学加工分辨率的技术。本文在863计划先进制造技术领域极端制造技术专题支持下(基于超快激光的非硅三维微纳米加工技术:2006AA04Z311)利用超衍射理论,采用理论计算与实际实验相结合的方式,对飞秒激光加工能力做了进一步改善,主要工作内容包括: 1、分析飞秒激光的超衍射原理,对相位型调制的超分辨能力进行分析计算,运用遗传算法进行参数优化,分别设计并制作了具有高宽比优化能力和线宽优化能力的超分辨相位调制片; 2、用飞秒激光加工实验系统对相位调制片的超分辨能力进行了实验分析,分别得到了高宽比优化和线宽优化后的固化单元,且对于固化单元的高宽比和固化加工线宽实现了10% ~ 20%的改善; 3、利用蒙特卡罗方法进行理论建模与实验分析,并分析了相位调制前后的聚焦光斑空间分布变化以及材料参数的变化对飞秒激光固化单元的影响; 4、利用两种不同特性的光敏树脂材料进行了微结构的加工,分析了各种材料特性对于加工微结构的影响。


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