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飞秒激光功能微部件加工技术研究结题 制成直径15微米的光折变微透镜

2007-05-29 12:11
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科学时报2007年5月29日讯  5月18日,由中国科技大学工程科学学院精密机械与精密仪器系教授黄文浩主持,北京工业大学共同承担的国家自然科学基金重点项目“飞秒激光功能微部件加工技术研究”,通过了国家自然科学基金委员会工程与材料科学部组织的结题验收。评审专家组对项目组在计划期间的工作给予了充分肯定,认为该项目全面完成预订计划,研究工作取得突出进展,一致同意通过结题验收。
 
    飞秒激光脉冲宽度极短,聚焦后可在较低的脉冲能量下获得极高的峰值功率密度,焦点处的光电场强度比原子内部库仑电场还要高。由于作用时间极短,能量还没来得及扩散,材料已经被加热到极高的温度,直接以气相蒸发,这样在材料内形成很大的温度梯度。并且,材料以气相蒸发带走大部分热量,热扩散对焦点周围影响很小,这样就克服了困扰长脉冲激光加工过程中热扩散带来的材料变形和熔化现象,可实现高精密加工。在金属材料微加工、薄膜材料的加工、透明材料加工、高分子材料微加工、双光子聚合方面有广泛的应用。飞秒激光超微细加工与先进的制造技术紧密相关,对某些关键工业生产技术的发展可以起到更直接的推动作用。它已经成为当今世界激光、光电子行业中的一个引人瞩目的前沿研究方向。
 
    以卢秉恒院士为组长的专家组在听取了项目组结题验收报告和学术报告,进行了现场考察和质询后,一致认为:该项目组根据计划任务书的规定,不仅建立、完善了一套面向高分子材料的飞秒激光微加工、原位观测、光驱动、微装配多功能集成实验平台和一套面向金属及金属粉末材料的短波长激光微加工系统,还取得了多项创新和研究成果。合成了多种适用于飞秒激光微加工和三维信息存储的新型材料;实现了多种具有实际应用前景的三维功能微部件的制造。如直径15微米的光折变微透镜、直径17微米的菲涅尔微透镜、周期为1.5微米的8层光子晶体,并测试了上述微部件的光学性能;研制了直径6微米的三维微转子并实现了光驱动旋转,实现了齿轮组的微装配和传动。
 
    经过3年的研究和探索,该项目组共计发表论文50篇,其中SCI收录14篇、EI收录15篇;申请国家专利15项,其中发明专利4项;培养了一批从事微纳制造技术研究的博士和硕士研究生。同时,项目组积极开展国际合作交流,有关研究成果在多次国际会议和重要国际学术期刊上宣读或发表,提高了我国在激光微加工领域的国际影响力。
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