什么是微納激光加工?如何運用?
一、背景介紹:
1.分辨率方面,一是可以通過原子力顯微鏡(AFM)或掃描近場顯微鏡(SNOM)等近場技術來提高,二是可以通過使用短波長光源來提高,三是可以通過非線性吸收實現超分辨率成像或制造。
2.制造速度方面,除了工程學方法外,隨著激光技術的發展,主要是提出了包括自組裝微球激光加工、激光干涉光刻、多焦陣列激光直寫等并行激光加工方法來提高制造速度。
3.并行激光加工技術可以將二維加工技術擴展到三維加工,為未來微納加工技術的發展提供新的方向;同時可以地廣泛應用于傳感、太陽能電池和超材料領域的表面處理和功能器件制造,對生物醫學器件制造、光通信、傳感、以及光譜學等領域得發展研究具有重要意義。
二、特點與注意事項:
1.由于近場效應,接觸模式可以實現光學超分辨率;二是與傳統的基于AFM/SNOM“筆尖”的近場直接書寫方法相比,不僅可以顯著提高制造速,同時還避免了“筆尖”的磨損。
2.大多數情況下微球體的分布過程不受控制,因此在大規模生產中仍然面臨許多挑戰;二在大面積制造中不能避免缺陷,導致該技術僅于科學研究而不是工業生產。
三、區別與聯系:
1.金屬及半導體材料的表面微加工,表面微加工就是在材料的表面進行微納米級線、孔和凹槽的制備,對加工具有較高的技術要求。而飛秒激光加工技術則是開展表面微加工的有效工具。在理想的表面微加工狀態下,應該保持材料外部的最小損傷。
2.光聚合材料的內部三維成型,光聚合材料具備光敏化學作用。在光聚合材料的內部,運用飛秒激光加工技術可以實現較高分辨率的三維加工,主要原理就是產生了雙光子聚合現象。對飛秒激光進行聚焦,產生雙光子吸收效應,作用于光聚合物材料的內部產生固化現象,制備出三維的微結構。