基于掺杂的共振吸收飞秒激光高效率选择性微纳加工

项目名称： 基于掺杂的共振吸收飞秒激光高效率选择性微纳加工

项目编号： No.51375051

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 曹强

作者单位： 北京理工大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 飞秒激光因灵活、无污染、无接触、非线性吸收等特点成为理想的微/纳制造工具之一，但存在跨尺度加工时质量和效率难以兼顾的瓶颈问题。目前人们通过调节飞秒激光的空间及时间能量分布，调控激光光子与材料电子的瞬时局部作用，有效的提高了飞秒激光加工质量与效率，但仍然不能满足需求。事实上，除了作为加工工具的激光光场，加工对象- - 材料本身的物性，如透明材料的禁带宽度、晶体的晶格缺陷、聚合物分子的化学键等，也能极大影响光子的吸收及材料的相变，从而影响加工质量与效率。本项目提出基于掺杂产生共振吸收的激光加工新方法，这也是首次从材料物性改变的角度来改善激光与物质相互作用，通过在玻璃、晶体、陶瓷、聚合物等材料中掺杂稀土元素或高分子等掺杂物，产生对光子的共振吸收效果，实现高效率选择性微/纳加工。通过系统研究基于掺杂的共振加工方法，揭示掺杂改善飞秒激光加工效率的物理机制和影响规律，以期数十倍至数百倍地提高加工效率。

中文关键词： 掺杂；共振吸收；飞秒激光；微纳加工；缺陷修复

英文摘要： Femtosecond laser has many unique characters, such as high flexible, non-polluting, non-contact, nonlinear absorption, which make it an attractive option for cross-scale micro/nano-machining. However, the balance between quality and efficiency is still a

英文关键词： Doping；Resonant Absorption；Femtosecond Laser；Micro/nano-fabrication；Defect repair