雙光子激光微納加工系統(tǒng)
基于雙光子吸收效應(yīng)，屬于三階非線性光學(xué)過程。系統(tǒng)發(fā)射的高能量密度飛秒激光脈沖聚焦于光敏材料時(shí)，在焦點(diǎn)處光強(qiáng)極高，材料中的分子或原子可同時(shí)吸收兩個(gè)光子，從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的分子引發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng)，如光聚合、光交聯(lián)等，使光敏材料在焦點(diǎn)處發(fā)生固化或其他物理化學(xué)變化。而在焦點(diǎn)以外區(qū)域，光強(qiáng)不足以產(chǎn)生雙光子吸收，材料不會發(fā)生反應(yīng)，由此實(shí)現(xiàn)對材料的高精度、高分辨率三維微納加工。
描述
雙光子加工系統(tǒng)由飛秒激光器、高速高精度掃描系統(tǒng)、三維動態(tài)聚焦加工模塊、實(shí)時(shí)共焦顯微成像系統(tǒng)、納米級多軸運(yùn)動平臺及全流程智能化控制軟件構(gòu)成。其核心技術(shù)基于超快激光與材料相互作用的非線性光學(xué)效應(yīng)：通過高頻、高能量密度脈沖激光的時(shí)空聚焦，誘導(dǎo)材料發(fā)生雙光子吸收效應(yīng)。該效應(yīng)因非線性閾值特性被嚴(yán)格限制于焦點(diǎn)區(qū)域亞波長量級的空間局域性內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)突破光學(xué)衍射極限的三維增材制造。系統(tǒng)可在光敏材料中直接成型具有亞微米級特征尺寸的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)。
典型應(yīng)用覆蓋：
微納光子學(xué)器件研發(fā)（超構(gòu)表面、光子晶體、拓?fù)涔鈭稣{(diào)控元件）
微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS/NEMS）與微執(zhí)行器精密加工
片上集成光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建（波導(dǎo)、耦合器、光柵陣列）
生物醫(yī)學(xué)微器件制造（仿生微流控芯片、細(xì)胞支架、生物傳感界面）
跨尺度功能材料結(jié)構(gòu)化（金屬/聚合物復(fù)合微結(jié)構(gòu)、梯度折射率器件）
