论文题目：飞秒激光高质量高深径比微孔加工机理及其在线观测
飞秒激光微加工_激光精密加工领域的新前沿
文章编号:0258-7025(2007)05-0595-28综述 飞秒激光微加工:激光精密加工领域的新前沿何 飞,程 亚(中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海201800)摘要 飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。
首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。
关键词 超快光学;飞秒激光;光与物质相互作用;微加工;集成光学;双光子聚合;微流体;纳米颗粒中图分类号 T N 249 文献标识码 AFemtosecond Laser Micromachining :Frontier in Laser Precision MicromachiningHE Fei ,C HENG Ya(State K ey L aboratory o f High Field L aser Phy sics ,S hanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ,T he Chinese Academy of S ciences ,Shanghai 201800,China )A bstract Femtoseond laser micromachining enables fabrica tion o f true th ree -dimensional (3D )micro struc ture s with high precisio n and low heat effect and damage thresho ld ,sho wing unique adv antag es ov er the tr aditional lase r micro machining techno lo gy .We fir st review the histories of la ser micro processing and ultra -sho r t pulse lase r technology ,and then o utline the mechanisms of the inter actions o f ultra -sho r t la ser pulse w ith metals and transpar ent media .N ex t ,w e introduce sev eral majo r technical appr oache s in the field o f femto second lase r micro machining such as femto second laser direct w riting ,multi -beam inter ference and pro jectio n patterning ,as w ell as their applications in fabricatio n of 3D integ ra ted o ptical device s ,micr ofluidic chips ,and chemical and bio lo gical sensor s ,etc .Lastly ,w e highligh t the oppor tunities and challeng es in the field ,and sugg est some direc tions fo r the future resea rch .Key words ultrafast optics ;femtosecond laser ;light -mat te r interactio n ;micromachining ;integ rated o ptics ,two pho to n po lyme rizatio n ;micro fluidics ;nano pa rticles 收稿日期:2007-03-30;收到修改稿日期:2007-04-24 作者简介:何 飞(1984—),男,湖北人,硕士研究生,主要从事飞秒激光材料微加工方面的研究。
飞秒激光微加工技术研究及其应用
飞秒激光微加工技术研究及其应用随着科技的日益发展，飞秒激光微加工技术也越来越受到人们的关注。
这种技术利用飞秒激光的短脉冲和高能量密度，对材料进行微加工和微加工制造。
本文将介绍飞秒激光微加工技术的研究和应用，以及对未来的展望。
一、飞秒激光微加工技术研究飞秒激光微加工技术是一种先进的加工技术，其主要原理是通过高速的飞秒脉冲激光照射在材料表面，产生局部熔化和蒸发的现象，从而实现微加工和微加工制造。
这种技术所使用的激光脉冲时间非常短，只有几百飞秒，从而可以大大减少加工产生的热量和机械压力。
飞秒激光微加工技术的研究主要涉及到激光源的开发、加工机器的设计和开发、加工过程控制技术等方面。
激光源是飞秒激光微加工技术的核心，目前主要有铝镓镓砷（AlGaAs）、纳米抽运钛宝石（Nd:YAG）、纳米纤维激光（NFL）等类型的激光源被广泛应用于该技术领域。
此外，加工机器的设计和开发也是该技术研究的重点之一，通过优化机器结构、改进系统控制，可以提高加工的精度和效率。
二、飞秒激光微加工技术应用飞秒激光微加工技术具有高精度、高效率、高品质的特点，被广泛应用于制造、信息、能源、生命科学等领域。
以下将结合实际应用案例，介绍飞秒激光微加工技术的具体应用。
1. 精密制造精密制造是飞秒激光微加工技术的主要应用领域之一。
该技术可以用于制造微型零部件、微型机械、模具等产品。
例如，飞秒激光微加工技术可以制造微型LED芯片，利用飞秒激光脉冲加工出微结构，提高LED的光转换效率。
此外，在MEMS和MOEMS等领域，飞秒激光微加工技术也被广泛应用。
2. 信息技术飞秒激光微加工技术在信息技术领域中的应用主要涉及到光存储和光通信技术。
利用飞秒激光微加工技术可以制造出高分辨率的光栅和微孔阵列，作为信息记录介质，实现超高容量的光存储；同时也可以制造出高品质的光通信设备，实现高速、高容量、低损耗的光通信。
3. 能源科学飞秒激光微加工技术在能源科学领域中的应用主要涉及到纳米材料的制造和太阳能电池的研究。
《飞秒激光在石英玻璃上的微结构加工技术研究》
《飞秒激光在石英玻璃上的微结构加工技术研究》一、引言随着科技的发展，激光技术逐渐在工业制造、医学、光学等各个领域发挥着越来越重要的作用。
在众多激光技术中，飞秒激光以其独特的优势，如高精度、高效率、低损伤等，在微纳加工领域具有广泛应用。
特别是在石英玻璃的微结构加工中，飞秒激光更是表现出强大的优势。
本文将详细探讨飞秒激光在石英玻璃上的微结构加工技术，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、飞秒激光的基本原理及特点飞秒激光是一种以脉冲形式输出的激光，其脉冲宽度在飞秒级别（1飞秒等于1e-15秒）。
由于其极短的脉冲时间，使得其在材料加工中具有独特的优势。
首先，飞秒激光具有高能量密度的特点，可以在极短的时间内将能量集中在一个极小的区域内，从而在材料表面产生精确的微结构。
其次，飞秒激光加工过程中产生的热影响区较小，可以减少对周围材料的热损伤。
此外，飞秒激光还具有高度的灵活性和可控性，能够满足复杂微结构加工的需求。
三、石英玻璃及其微结构加工石英玻璃是一种由二氧化硅（SiO2）组成的玻璃材料，具有优良的物理和化学稳定性。
然而，由于其硬度高、脆性大等特点，传统的加工方法往往难以实现对其微结构的精确加工。
而飞秒激光由于其高精度、低损伤的特点，成为石英玻璃微结构加工的理想选择。
四、飞秒激光在石英玻璃上的微结构加工技术飞秒激光在石英玻璃上的微结构加工技术主要包括以下步骤：首先，利用高精度的光路系统和计算机控制技术，将飞秒激光束聚焦到石英玻璃表面；其次，通过控制激光的能量密度和扫描速度等参数，实现不同深度的微结构加工；最后，通过后续的抛光和清洗等工艺，得到满足要求的微结构表面。
在具体实施过程中，需要关注以下几个关键因素：一是激光参数的选择和优化，包括激光能量、脉冲宽度、重复频率等；二是加工过程的控制技术，如光路稳定性、加工速度等；三是加工后的表面处理技术，如抛光、清洗等。
这些因素都会对最终的加工结果产生重要影响。
五、实验研究及结果分析本部分通过实验研究飞秒激光在石英玻璃上的微结构加工过程。
飞秒激光在材料加工中的微观机理研究
飞秒激光在材料加工中的微观机理研究引言：随着科学技术的迅猛发展，材料加工领域涌现出了各种各样的先进技术。
其中，飞秒激光技术作为一种新兴的材料加工方法，因其出色的性能和广泛应用而备受瞩目。
飞秒激光以其独特的能量密度和微观加工效果，成为了研究人员们的关注焦点。
本文将探讨飞秒激光在材料加工中的微观机理研究，以及其对应的应用领域。
一、飞秒激光技术的概述飞秒激光技术是一种以极短脉冲激光为源的材料加工方法。
与传统的毫秒甚至微秒激光相比，飞秒激光具有更高的功率密度和更短的脉冲宽度。
这种短脉冲的特性使得飞秒激光可以在非常短的时间内向材料施加极高的能量密度，形成极高的局部温度和压力。
这使得飞秒激光在材料的微观结构和性能调控方面具有巨大的潜力。
二、飞秒激光在材料加工中的微观机理1. 飞秒激光下的光-物质相互作用飞秒激光在材料表面与光-物质相互作用时，主要通过光扩散、电子与物质相互作用和熔化/汽化三个过程来实现能量传递。
首先，光扩散导致了光在材料中的渗透和传播，从而形成一个具有均匀分布的光子场。
其次，飞秒激光的高能量脉冲可以使得材料的电子受激发，产生复杂的电子-原子相互作用。
最后，随着温度的升高，材料很快达到熔化温度，并进一步蒸汽化。
这种相变过程直接改变了材料的表面形态和结构，实现了飞秒激光加工的微观机理。
2. 飞秒激光诱导的微观效应飞秒激光加工中，由于极短的脉冲宽度和高能量密度，会出现多种微观效应，如飞秒激光诱导的电子、离子和光子效应。
其中，电子效应是最常见的一种，即由于飞秒激光的瞬时加热会导致电子的激发和散射等过程，从而改变材料的电子态密度和结构。
离子效应是指在飞秒激光加工过程中，离子通过碰撞和电子复合等方式与材料相互作用，导致材料的物理变化。
光子效应是指飞秒激光与材料相互作用后，产生的光子会被材料吸收，导致表面发生光相干检测等现象。
三、飞秒激光在应用中的突破1. 飞秒激光在光学材料加工中的应用飞秒激光由于其高的聚光性和精确性，广泛应用于光学材料的加工和制造领域。
飞秒激光高效并行微孔加工技术研究
飞秒激光高效并行微孔加工技术研究张骆;翟中生;吕清花;陈波;刘顿【摘要】针对飞秒激光加工微孔过程中加工效率慢的问题,提出基于GSW算法的液晶空间光调制器的并行加工技术.利用液晶空间光调制器模拟光栅产生多光束的方法和迭代算法的原理,运用GSW算法计算10×10阵列和字符"H""B""U""T"微孔群的多光束全息图,将这些全息图加载到SLM中,利用CCD相机观察多光束效果,并在柔性电路板上进行加工实验.实验结果表明,本方法产生多光束数量可达100束,字符并行加工中光束均匀性超过0.73,加工微孔孔径尺寸偏差为1.34μm,多光束均匀性超过0.89.因此,此微孔加工技术是一种高效的并行加工方式.【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】5页(P18-21,32)【关键词】飞秒激光;多光束打孔;液晶空间光调制器;GSW算法【作者】张骆;翟中生;吕清花;陈波;刘顿【作者单位】湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉 430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉 430068;湖北工业大学理学院,湖北武汉 430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉 430068;湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉 430068【正文语种】中文【中图分类】TN249飞秒激光具有超短的脉宽，能够在极短的时间尺度内与材料作用，而不产生烧蚀，属于“冷加工”[1]，有着热影响区域小、精度高等优点[2]。
飞秒激光在金属材料上打孔所需的单脉冲能量常为微焦级，而飞秒激光器输出单脉冲能量远远高于所需的能量，若是用传统单光束加工方式，激光器输出能量大部分被浪费，导致加工效率低。
因此，研究飞秒激光并行加工具有重要的研究价值和意义 [3]。
典型的并行加工方法有分束镜法[4]、DOE(Diffractive Optical Elements)法[5]、多光束干涉法[6]等，这些方法各有优缺点。
飞秒激光技术在微纳加工中的应用
飞秒激光技术在微纳加工中的应用现代科技的快速发展，让微观世界变得越来越重要。
尤其是在生产领域，微观零件的制造质量对产品的性能、价格和竞争力都有着非常重要的影响。
现在，一种新型的雕刻技术——飞秒激光技术已经发展成为高质量的微纳米加工、超精密加工和微细精度测量的有力工具。
本篇文章将会讲述飞秒激光技术在微纳加工中的应用，希望能对读者有所启发。
1、飞秒激光技术的简介飞秒激光技术是一种特殊的激光加工技术，能够在微纳米尺度下精确加工出高质量的形状和结构。
传统的激光加工技术主要是利用激光脉冲的热效应去烧蚀、熔化或气化加工物质。
这种技术容易产生裂缝和硬度变化等问题。
而飞秒激光技术则是利用激光波长与物质基本结构尺度相近的特性，利用激光脉冲的非线性光学效应，通过先进的像素级控制和精度控制算法，精细研究激光与材料的相互作用规律，从而在微纳米尺度下实现高质量的加工技术。
2、飞秒激光技术在微纳加工领域的应用2.1、微孔加工在工业、病毒学、生物化学等领域中，大量的需要制备高质量孔洞的实验需要用到精细的微孔加工技术。
传统的微孔加工技术多利用钻孔、放电或化学相切割等方法进行加工，但由于其存在误差和加工精度差的问题，并不适应微纳加工的要求。
飞秒激光加工微孔技术提供了一种更加高质量和高效率的加工方法，在细胞操作、细胞孔洞、微流控芯片、微观高通量筛选等方面有广泛应用。
2.2、微细加工微观零部件的制造，需要非常高精度、高稳定性和高重复性的制造技术，而飞秒激光技术的产生正是为了解决这些问题。
飞秒激光加工的精度和稳定性非常高，通常可以达到更小的尺度，其制造、改善和控制的微纳米材料结构具有良好的应用前景。
例如，在DNA识别、传感器和微纳米机械中，飞秒激光技术都有广泛的应用。
3、飞秒激光技术的现状及未来飞秒激光技术已经成为微纳加工、超精密加工和微细精度测量的有力工具，其中包括 3D显微成像、光所驱动的力操作、量子小界面探测等多方面。
目前，国内飞秒激光技术的研究与发展程度相对还比较薄弱，与国外先进技术水平还存在差距。
飞秒激光在微纳加工领域的应用 准分子激光微孔加工技术研究
飞秒激光在微纳加工领域的应用飞秒激光开始应用到微纳加工领域始于20世纪90年代初。
正是由于飞秒激光具有持续时间短及高脉冲功率密度的特性，使得其与物质相互作用时具有许多独特的优点：确定的烧蚀阈值，规则的加工边缘，层层微加工以及可加工任何材料等。
最近研究结果表明：飞秒激光微细加工在微光学、微电子、微机械、微生物、微医学等多个领域具有潜在的应用价值。
不同学科、不同实验具有不同的具体要求，这就需要采取相应的加工手段来实现特定加工目的，囚此飞秒激光深孔加工技术等加工工艺开始引起越来越多研究者的重视。
激光整形技术是指在激光腔内或腔外采用光学元件改变光束形态实现光束整形。
飞秒激光脉冲整形有别于传统整形概念，主要是在保留原有高峰值功率特性基础上，在光路中引人扩束器、滤波器以及衍射模板等光学器件，达到缩小聚焦尺寸、去除高斯光束周围荧光成分、减少脉冲形变及多种形状加工等目的。
常用的是空间滤波和掩模控制技术。
空间滤波是实现对光束边缘荧光的屏蔽效用，实现聚集点光学质量的改善，掩模控制是通过掩模形状来实现对脉冲的调制，以达到确定的加工目的。
本文采用聚焦物镜与接收材料同步运动的方法，可以很容易地将焦点前后脉冲的空间形态在材料表面以二维平面图形式表示出来。
在聚焦物镜前加小孔掩模板，通过小孔直径及小孔前后脉冲能量的变化，可直观观察到光束空间形态的改变。
最后，实验选取合适参数，成功刻划出边缘光滑的透射型金属光栅。
1 实验装置及方法实验设备采用的是Clark公司飞秒激光加工工作台(UMW-2110i，Clark-MXR Inc.)。
激光具体参数为：中心波长775nm，脉宽148 Fs，重复频率1kHz，最大单脉冲能量1mJ，在光路上加衰减片可以调整脉冲能量，聚焦前光斑直径5mm；掩模小孔直径可调范围为0.5～10mm；接收材料为喷溅法镀在溶石英基片上的金膜(厚度约为300nm)。
飞秒激光经掩模小孔后由5×显微物镜(有效焦距为40 mm)聚焦金膜表面。
飞秒激光加工(毕业论文)
ISHANDONG ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书飞秒激光深孔加工理论与系统设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：王继刚学号： 1111011178指导教师：张彦斐2015年 6 月摘要飞秒激光加工以其独特的加工优势越来越受到人们的注意，近年来飞秒激光加工技术迅猛发展。
本设计对飞秒激光深孔加工的理论和飞秒激光深孔加工系统进行了研究，主要研究内容如下：一、从飞秒激光加工原理角度出发，研究了飞秒激光加工的一般原理及其加工的优点。
首先，对飞秒激光加工的理论基础和理论模型进行了研究，理论模型采用双温方程，对其进行了研究；其次，重点研究了飞秒激光加工的一般原理；最后，总结出了飞秒激光加工深孔的优势。
二、采用有限元法对一维双温方程进行合理约化。
现行比较盛行的对双温方程的简化几乎都是采用有限差分法，其理论基本已经相当成熟，考虑到现代计算机技术的飞速发展，本论文提出采用有限元法对双温方程进行合理约化，并采用matlab进行数值模拟。
三、本设计在认真研究飞秒激光深孔加工理论的基础上，设计出了一种应用于飞秒激光深孔加工的加工平台。
该平台与现行的加工平台有所不同，可以实现X、Y、Z三个方向的大行程移动和X、Y方向的微小移动，并将二自由度微定位平台应用于其中。
关键词：飞秒激光，深孔加工，加工平台，系统设计IIAbstractFemtosecond laser machining is becoming very popular because of its unique advantages in recent years，femtosecond laser processing technology developed rapidly.This design has studiedfemtosecond laser deep hole machining theory and femtosecond laser deep hole processing system ,The main contention this dissertation are classified as follows.1. From the Angle of the femtosecond laser machining principle, the general principles of femtosecond laser machining and its processing advantages is studied.Firstly,On the basic theory of femtosecond laser machining and theoretical models are studied,the theoretical model is the double -temperature equation.Secondly,the general principles of femtosecond laser machining is mainly stly,summarized the advantage of femtosecond laser deep-hole processing.2. Using finite element methodtosimplify the one-dimensional double-temperature equation in a reasonable manner.The current relatively popular simplifying double-temperatureequation are almost using the finite difference method,and its basic theory has been quite mature.Considering the rapid development of modern computer technology,this paper presents the finite element method about the double- temperature equation in a reasonable mannerand numerical simulation with matlab.3.This design in earnest study of femtosecond laser theory on the basis of the deep hole processing, devised a application form of a second laser deep-hole processing platform. The platform are different from the existing processing platform, it can realize the X, Y, Z three directions of big trip and X, Y direction of the tiny movement, and it is applied to two degree of freedom micropositioning platform.Key words: Femtosecond laser; Thedeep-hole processing ; Processing platform; System designIII目录摘要 (I)ABSTRACT................................................................................................................ I II 目录 . (IV)第一章绪论 .............................................................................................................. - 1 -1.1课题的研究背景及其目的意义 (1)1.2现代深孔加工的方法 (2)1.2.1 现代深孔钻削技术................................................................................ - 2 -1.2.2 深孔的特种加工技术............................................................................ - 3 -1.2.3 SIED技术............................................................................................... - 4 -1.3飞秒激光打孔的优点 (5)1.4飞秒激光打孔技术在国内外的研究现状 (5)1.4.1 飞秒激光加工技术的发展.................................................................... - 5 -1.4.2 飞秒激光孔加工技术的研究现状........................................................ - 7 -1.5飞秒激光加工系统概况 (8)1.6本课题的研究内容 (10)第二章飞秒激光加工的理论基础与理论模型 .................................................... - 11 -2.1飞秒激光加工的理论基础 (11)2.1.1 飞秒激光加工金属的一般机理.......................................................... - 11 -2.1.2 飞秒激光加工的主要理论.................................................................. - 12 -2.2飞秒激光加工的理论模型 (13)2.3本章小结 (14)第三章飞秒激光与金属材料相互作用时有限元数值模拟 ................................ - 15 -3.1模型的建立 (15)3.11适用于飞秒激光的双温方程 (15)3.1.2模拟参数 (15)IV3.1.3有限元法计算 (15)3.1.4计算结果与分析 (21)3.2本章小结 (23)第四章飞秒激光深孔加工研究 ............................................................................ - 24 -4.1飞秒激光深孔零件加工工艺特点及基准选择 (24)4.1.1 飞秒激光深孔零件的加工工艺特点.................................................. - 24 -4.1.1 飞秒激光深孔零件加工的基准选择.................................................. - 24 -4.2影响深孔圆度的参数 (24)4.3影响深孔深度的参数 (26)4.4本章小结 (26)第五章飞秒激光深孔加工系统设计 .................................................................... - 28 -5.1飞秒激光器 (28)5.2飞秒激光深孔加工系统的主要组成 (30)5.2.1 偏振片.................................................................................................. - 30 -5.2.2 波片...................................................................................................... - 31 -5.2.3 衰减片.................................................................................................. - 32 -5.2.4 物镜...................................................................................................... - 33 -5.2.5 CCD图像传感器 ................................................................................. - 33 -5.3飞秒激光深孔加工平台总体设计与工作原理 (34)5.3.1 飞秒激光深孔加工平台的总体设计.................................................. - 34 -5.3.2 飞秒激光深孔加工平台的工作原理.................................................. - 36 -5.4 DELTA机构设计 (36)5.4.1 动平台的结构设计.............................................................................. - 36 -5.4.2 上、下连杆的结构设计...................................................................... - 37 -5.4.2 带轮座的结构设计.............................................................................. - 39 -5.5二自由度微定位平台设计 (40)5.6本章小结 (42)第六章结论 ............................................................................................................ - 43 -V参考文献 ................................................................................................................ - 44 -致谢 ........................................................................................................................ - 46 -VI- 1 -第一章绪论1.1课题的研究背景及其目的意义深孔加工，特别是微小深孔的加工是现代机械加工领域研究的重要内容，不论从机械装备品的发展还是从深孔加工技术的现有水平来看，深孔加工技术都还处于新兴发展阶段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
极小化重铸层／ 溅射物／ 腔 内残 留物 ）。飞秒激光以其 超 快 、超 强的独特 性质 ，带来 了全 新的制造 机理 。 本文以国家重大需求中对高质量 、高深径比微孔的制
造 需 求 为 背 景 ， 基 于 电子 动 态 调 控 飞 秒 激 光加 工 新
秒一 毫秒一 秒跨越１ ２ 个时间数量级的 电子动态实时演化
所 提 微 孔制 造 新方 法 也 有 望为 航 空航 天 、国
防 、微 电 子 等 领 域 的 国家 重 大 需 求 提 供 关 键 制 造 支 撑 ，同时 自行设 计 搭 建 的 国际 上首 套 跨 时 间尺 度 实验
径 比极 限 ，加 工出直径 １ ． ６ ｔ ｘ ｍ，深径 ￣ Ｌ ３ ３ ０ ： １ 的深小
支撑 。论文 的主要创新 性工作 内容包含 以下几个 方
面：
１ 、提 出 了通 过 空 间整 形 改 变 飞 秒 激 光 光 场 空 间
完毕。
分布 ，控制瞬时局部 电子密度分布及其相变过程 ，优
化 和 调 节 等 离 子体 喷 发 过 程 。采 用 多 种 方法 ，优 化 和 调 节 瞬 时 局 部 电子 密 度 分 布 ，不 断 增 大 了微 孔 加 工深
率 、质量 、一 致性 ； ４ 、建立 了靶球球 壳 上用于 充 气的深 ￣ Ｌ Ｊ ｇ ｎ 工 工
艺 ，新方法所加工微孔显著优于美国所公布结果。所
提 新 方法 已被 选 定为 国家重 大 专 项之 一 的 点火 工 程微 靶 靶球 微 孔 加 工 的唯 一研 制 手 段 ，工艺 规范 已经 制 定
论 文 摘 要
Ａ Ｂ Ｓ Ｔ Ｒ Ａ Ｃ Ｔ
论文题 目 飞秒激光高质量高深径比微孔加工机理及其在线观
测
论文作者 北京理工大学 ／ 夏博
指导教师 姜澜 、李晓炜 研 究 领 域： 激 光 微 纳 制 造 ） ）
点 火 工程 为 我 国 十 六 个 国 家 重 大 专 项 之 一 ，而 靶球微Ｖ Ｌ ａ Ｕ 造 是 其 中最 关键 环 节 之 一 。其 加 工 存在 大 量挑 战 （ 如 孔 径 小 而 深 径 比 大 、孔 型 质 量 要 求 高 、
过 程 在 线监 测 系 统 ，国际 上 首次 实 现 了微 孔加 工过 程
方法 ，创新性地辅以 自行设计搭建 的飞秒一 皮秒一 纳秒
一
中电子电离、材料相变到组织性能演化跨时间尺度实
验 观 测 。利 用 多 时 间尺 度 观 测 系统 验证 了飞秒 激 光 空
毫秒一 秒跨越 ｌ ２ 个时 间数量级的电子动态实时演化过
孔 ，并 利 用 多种 方 法 对 微 孔 的深 径 比 、 质量 、通 透性
观测系统将有 望拓展至化学 深 远 的 影响 。 囝
进行检测 ；
ｌ ＞
◆ 广 告 查 询 编 号 ： ２ ０ １ ２
２ 、基于 电子 动态 调控飞 秒激 光加工 新方法 ， 对 加工 中的 自聚焦效应 、等离子体 膨胀等物理过 程 调 控 ，首次 揭示并 消除了深孔加 工中常见 的弯曲现 象 ，极大提高 了微孔加工质量及可控性 ；
３ 、创 新 性 地 辅 以 自行 设 计搭 建 了飞 秒 一 皮秒一 纳
程观测 手段，揭示了飞秒激光与被加工材料 的非线性 非平衡 多尺度演化规律及影响机制 ，极大拓展了微孔
加 工 在 深 径 比 、 质量 、 效 率 、精 度 、一 致 性 等 方 面 的 极 限 加 工 能 力 ，为 点 火 靶 微 孔 制 造 提 供 关 键 技 术
域整形改变 电子分布可大幅提升孔加工的深径 比、效