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IPG收购Mobius进军紫外激光市场 抢占先机

  2.紫外激光器激光加工中的应用

  紫外激光器激光加工方面有三个优势:一是紫外激光器的波长较短能加工很小的部件;二是紫外激光器进行激光加工时直接破坏材料的化学键,是“冷”处理过程,具有很小的热影响区;三是大多数材料能有效地吸收紫外光,可以加工许多红外和可见光激光器加工不了的材料,而且紫外激光器尤其是固体紫外激光器的结构越来越紧凑、平均功率高、易维护、操作简便、成本低、生产率高。因此它在生物工程、材料制备、全光光学器件制作、集成电路板及半导体工业等激光加工领域获得了广泛的应用。

  2.1 紫外激光在生物工程上的应用

  从1997 年Hubert Girault 研究组首次研究以准分子激光制作聚合物微流控芯片以来,激光制作微流控芯片就成了一个研究热点。微流控芯片在分析、合成及细胞培养、DNA 测序、基因突变等领域得到了广泛的应用,它基于微米级管道网络的流体控制技术,通过电渗、机械泵等为驱动,实现流体的输运,再结合功能化的单元,使流体中的组分在流动过程中分配、分离,最后通过检测器进行检测。紫外激光加工是“冷加工”,紫外激光制作微流控芯片过程中直接切断分子中的化学键,材料发生分解而被去除。激光直接写入制作微流控芯片过程中无需掩模。整个制作过程灵活、快速,不需要绝对无尘室设备和高腐蚀性化学剂。由于大多数材料都能有效地吸收紫外光,因此许多材料都可以被紫外激光用来制作微流控芯片,如玻璃、石英、高分子聚合物和生物可降解的聚合材料等。

  2.2 材料制备

  近年来,利用激光烧蚀技术获得纳米材料取得了很大的进展。激光烧蚀法是用一束高能激光辐射靶材表面,使其表面迅速加热融化蒸发,随后冷却结晶生长的方法。利用紫外激光进行烧蚀有三大优势:一是制备周期短;二是紫外激光能被多种材料吸收,如陶瓷、金属、聚合物等;三是具有非常小的热影响区,减少了制备材料中的熔融小颗粒和靶材碎片。这些在激光引起的爆炸过程中喷溅出来的熔融小颗粒和靶材碎片,大大降低了制备的材料质量。激光烧蚀法的工作原理是将激光束经透镜聚焦后,在焦点附近产生足以融化所有材料的高温,此时激光主要是作为局部能源,当激光照射到靶材表面时,部分入射光被吸收,只要表面吸收的激光能量超过蒸发温度,靶材就会融化蒸发出大量原子、电子和离子,从而在靶材表面形成一个等离子体。当激光移走后,等离子体会先膨胀再迅速冷却,其中的原子就在靶对面的收集器上凝结起来,这样就能获得所需的纳米薄膜和纳米材料,如图3。

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