飞秒激光双光子聚合特征尺度的研究
《飞秒激光刻蚀石英玻璃微加工技术研究》
《飞秒激光刻蚀石英玻璃微加工技术研究》一、引言随着微纳制造技术的飞速发展，飞秒激光刻蚀技术在石英玻璃微加工领域的应用日益广泛。
该技术以其高精度、高效率、低损伤等优点，在光学、光电子学、微机械等领域展现出了巨大的应用潜力。
本文将就飞秒激光刻蚀石英玻璃微加工技术的研究现状、原理、实验方法、结果以及展望等方面进行详细介绍。
二、飞秒激光刻蚀技术原理飞秒激光刻蚀技术是一种利用飞秒激光器产生的高能量、高精度的激光脉冲对材料进行微纳加工的技术。
其原理是利用激光的超高能量和超快脉冲宽度，使石英玻璃材料在极短时间内发生非线性吸收、多光子电离等物理过程，从而达到局部快速熔化、汽化、烧蚀的效果，实现材料的高精度微加工。
三、石英玻璃微加工技术研究现状石英玻璃作为一种重要的光学材料，具有优良的物理化学性能和光学性能，广泛应用于光学仪器、光电子器件、传感器等领域。
然而，石英玻璃硬度高、脆性大，传统的机械加工方法难以实现高精度、低损伤的加工。
因此，飞秒激光刻蚀技术在石英玻璃微加工领域的应用成为了研究热点。
目前，国内外学者在飞秒激光刻蚀石英玻璃的加工工艺、加工质量、加工效率等方面进行了大量研究，取得了一系列重要成果。
四、实验方法与步骤1. 实验材料与设备：选用高纯度石英玻璃作为实验材料，采用飞秒激光器作为加工设备。
2. 实验设计：根据实际需求，设计合理的激光参数（如激光脉冲能量、频率、扫描速度等）和加工路径。
3. 实验步骤：将设计好的加工路径导入飞秒激光器控制系统，启动激光器进行加工。
通过观察和记录实验过程中的现象和数据，分析飞秒激光刻蚀石英玻璃的加工特性。
五、实验结果与分析1. 加工质量：飞秒激光刻蚀石英玻璃具有高精度、低损伤的特点，可实现微米级别的加工精度。
通过优化激光参数和加工路径，可以提高加工质量，降低表面粗糙度。
2. 加工效率：飞秒激光刻蚀技术具有高效率的优点，可以在短时间内完成复杂的微纳加工任务。
然而，过高的激光能量可能导致加工速度降低，需根据实际需求合理调整激光参数。
2016年浙江大学国家级大学生创新创业训练计划项目名单
吴屹帆
3
顾国达
经济学院
4
股市涨跌情况对投资者行为的影响——基于羊群效应、波动性和流动性的实实证研究
创新训练
黄婳婳
3
张小茜
经济学院
5
大学生寝室犯罪心理研究
创新训练
汪雨蕙
3
李华
光华法学院
6
法律服务保险产品可行性分析及产品设计——基于法学、经济学双重视角
创新训练
徐一帆
2
陆青
光华法学院
7
关于证券发行注册制改革的探究
33
中低速磁悬浮列车电磁铁的优化设计
创新训练
谢哲栋
3
卢琴芬
电气工程学院
34
基于二维码的室内移动机器人研究开发
创新训练
吴昊天
3
林志赟
电气工程学院
35
冗余型三相PFC电源的设计与制作
创新训练
吴汉
3
胡长生
电气工程学院
36
极端天气下复杂区域电网关键设备识别方法研究
创新训练
林鸿基
3
林振智
电气工程学院
37
太阳能自动跟踪智能控制器开发
创新训练
赵万鹏
3
杨建义
信息与电子工程学系
114
基于光纤偏振控制器的反射式光纤电流传感器研究
创新训练
高尚
3
李宇波
信息与电子工程学系
115
无人机载高光谱图像采集系统
创新训练
许鲁珉
3
李宇波
信息与电子工程学系
116
Momentum Campaign 游戏平台的开发与路径决策系统的优化
创新训练
陈仲一
两种光学生物测量仪测算人工晶状体度数的比较研究
两种光学生物测量仪测算人工晶状体度数的比较研究生晖;卢奕【摘要】目的比较光学低相干反射仪LENSTAR和光学相干生物测量仪IOL Master测算人工晶状体(IOL)度数的差异,分析两者的精确性和一致性.方法 72例(122眼)自内障患者术前分别用LENSTAR和IOL Master两种光学生物测量仪测量眼轴长度(AL)、角膜屈光度(K1和K2)和前房深度(ACD),并分别应用SRK Ⅱ、SRK/T、Hoffer Q、Holladay和Haigis公式计算拟植入AcrySof SA60AT IOL的度数,术后目标屈光度为正视.结果两种测量仪所得参数:AL差异为(0.02±0.10)mm,ACD差异为(-0.02±0.17)mm,差异均无统计学意义(P>0.05);K1、K2和(K1+K2)/2差异分别为(-0.05±0.21)D、(-0.12±0.20)D和(-0.08±0.14)D,差异有统计学意义(P<0.05).两种测量仪测量的参数AL、K1、K2和ACD的Pearson r值分别是0.999、0.991、0.992和0.927,具有良好的相关性.应用5种IOL度数计算公式得出的IOL度数在两种测量仪之间,差异无统计学意义,有良好的一致性.结论 LENSTAR和IOL Master测量仪在测量结果和计算IOL度数方面有良好的相关性和一致性,均可用于白内障手术前精确的IOL度数测算.【期刊名称】《中国眼耳鼻喉科杂志》【年(卷),期】2012(012)003【总页数】5页(P164-167,170)【关键词】光学低相干反射仪;光学相干生物测量仪;晶状体,人工;白内障【作者】生晖;卢奕【作者单位】复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科,上海,200031;复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科,上海,200031【正文语种】中文随着白内障超声乳化手术技术的日趋完善、超声乳化手术仪器和人工晶状体(intraocular lens,IOL)的不断进展，白内障手术逐渐步入屈光手术时代，而术前获得准确的IOL度数成为决定术后视力效果的重要因素。
2018年度安徽省自然科学基金项目表
贾兆丽
合肥工业大学
波动率衍生品定价及其风险预警研究
1808085MA19
徐金荣
安徽建筑大学
类石墨烯材料体系能隙的理论研究
1808085MA20
马业万
安庆师范大学
基于多层核/壳微纳结构LSPR调控及局域场增强特性的杂化机理研究
1808085MA21
臧学平
池州学院
大规模纠缠态的产生机制研究
1808085MB47
徐国永
安徽大学
基于姜黄素的多功能双光子荧光探针的制备
1808085MB48
董玲
合肥师范学院
酶控自组装纳米荧光探针用于癌细胞成像研究
1808085MB49
王艳
安徽科技学院
生物炭复合催化剂活化过硫酸盐降解抗生素的效能与机制研究
1808085MB50
陈纲领
滁州学院
分子筛膜支撑体膜材料制备及结构控制
附件
2018年度安徽省自然科学基金项目表
一、2018年度杰出青年科学基金项目
编号
申请人
依托单位
项目名称
1808085J01
谭运飞
中国科学院合肥物质科学研究院
混合磁体的性能分析模拟和优化设计
1808085J02
张一飞
中国科学技术大学
高温高密核物质探测及其性质研究
1808085J03
邱龙臻
合肥工业大学
有机场效应晶体管高性能化与功能化研究
1808085MB40
邓崇海
合肥学院
卤氧化铋纳米片担载CdS量子点的研制及其光催化作用机制研究
1808085MB41
何心伟
安徽师范大学
基于苯丙炔胺类化合物的亲核取代-分子内环化串联反应研究
2016年浙江大学国家级大学生创新创业训练计划项目名单
周雪园
3
郑盛
公共管理学院
85
大饥荒会影响地区政治信任么
创新训练
彭莹
3
田传浩
公共管理学院
86
对农村征地过程中隐形损失补偿的思考
创新训练
张宏伟
3
汪晖
公共管理学院
87
新型城镇化背景下社区家庭节能研究
创新训练
申雯敏
3
徐林
公共管理学院
88
3D材料微结构设备及软件算法
创新训练
崔世翾
3
王宏涛
航空航天学院
89
创新训练
陈鹏宇
2
叶肖伟
建筑工程学院
46
电渗析及MAP结晶法回收猪场沼液氮磷一体化装置设计
创新训练
沈宇恬
3
韩志英
生物系统工程与食品科学学院
47
高O2气调对草莓风味品质的影响
创新训练
王凯笛
1
罗自生
生物系统工程与食品科学学院
48
不同人种间膳食与肌肉相关基因表达差异对肌肉含量的影响
创新训练
邬媛媛
2
李铎
生物系统工程与食品科学学院
真空超声波无损洗衣机的设计
创新训练
刘柏辰
3
俞自涛
能源工程学院
90
无人机污染源监测与预警系统
创新训练
杨都堂
3
吴学成
能源工程学院
91
基于自动追光设计的太阳能百叶窗
创新训练
纪宇轩
3
俞自涛
能源工程学院
92
冷热联用滚筒式环保无烟烧烤炉
创新训练
付佳慧
3
张良
能源工程学院
双光子激光扫描荧光显微镜及其应用
表 1 几种常见荧光分子的单光子 、双光子 和三光子的吸收截面 3 [5 ]
荧光分子
δ1 (λ/ nm) / 10 - 16cm2
ηδ2 (700nm)
/ 10 - 50cm4·s / 光子
ηδ3 (700nm) / 10 - 83cm6·s2/ 光子2
DAPI free
113 (345nm)
Dansy1
TWO PHOTON LASER SCANNING FL UORESCENCE MICROSCOPY AND ITS APPL ICATIONS
CHEN De2Qiang XIA An2Dong WAN G Ke2Yi HUAN G Wen2Hao
( Depart ment of Precision M achi nery and Inst rument ation , U niversity of Science and Technology of Chi na , Hef ei 230026)
图 1 单 、双光子激发过程示意图
图 2 单 、双光子激发所形成的荧光形貌 (样品为罗丹明 B 的水溶液. 上为单光子激发 ,下为双光子激发)
3 材料的吸收截面 δ
吸收截面 δ是双光子激发现象的重要参数 , 它 的大小反映了分子吸收双光子的本领. 对单光子激 发中的吸收截面 δ已有较为准确的文献记载 , 而对 双光子乃至多光子吸收截面 δ,目前尚缺乏全面 、准 确的记载. 因此 ,对常用的荧光分子多光子吸收截面 δ和光谱的进一步研究 , 将有助于多光子激发共焦 激光扫描荧光显微镜的进一步广泛应用.
·232 ·
2 双光子激发原理简介
在激光照射下 ,基态荧光分子或原子吸收一个 光子后成为激发态 ,随后又弛豫到某一基态 ,同时以 光子形式释放能量而发出荧光. 这一过程就是通常 的单光子激发情况. 1931 年 ,Maria G ppert - Mayer 预言一个分子或原子可以在同一个量子过程中 ,同 时吸收两个光子而成激发态 ,这种情况就是双光子 激发过程[2 ] . 1961 年 , Kaiser 等在 CaF2 ∶Eu2 + 晶体 中首次观察到了这种双光子激发现象[3 ] . 图 1 简单 地描述了这种双光子激发的过程. 比如在单光子激 发情形 ,NADH 酶在 350nm 的光激发下产生 450nm 的荧光 ,而在双光子激发情形 , NADH 酶则需同时 吸收两个 700nm 的光子才能产生 450nm 的荧光. 这 就是说 ,双光子技术可以使我们无需使用紫外光源
关于安徽省2015年度自然科学基金拟立项项目的公示
项目名称
高量子效率纳米晶/聚合物复合材料的制备、性质调控及其LED应用研究 基于荧光超支化聚合物的仿贝壳材料研究 双基模式下机载前视SAR二维分辨问题研究 面向图像检索的可扩展视觉特征量化研究 基于基因表达式编程的作物生长建模方法研究 面向可信管理的业务系统变化域分析方法研究 无源超高频射频识别标签性能分析及评估方法研究 Web社会网络的微观结构多粒度挖掘及演化机理研究 基于本体的IFC和CityGML互联的徽派古建筑信息模型的研究 高容量可逆数字水印及其在图像保护中的应用研究 空间上下文驱动的目标集群跟踪研究 3D NoC关键通信部件自适应容错方法研究 大气多组分气体高精度同时测量方法研究 基于2D-DBF的星载BiSAR高分辨宽测绘带成像方法研究 基于子模优化与图匹配的共同视觉模式发现理论与方法研究 基于压缩感知理论的计算全息研究 基于球面磁场编码的空间回转角度测量关键技术研究 信息物理融合系统及其信息流安全的建模与分析方法 一元Fuzzy事件PMJ模型认知计算研究 脑网络分析中图学习及其应用 大数据环境下多粒度粗糙集模型的知识获取理论与方法研究 基于多粒度的不完备信息系统知识获取方法的研究 多细胞生物代谢系统变化预测方法研究 基于流形学习的蛋白质相互作用数据去噪与网络重建 含齿隙和摩擦的多电机同步联动伺服系统特征建模与控制研究 基于多尺度几何分析的可见光弱小目标特征提取方法研究 资源结盟博弈理论及其在灾害应急管理中的应用研究
序号
106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132
申请人
侯林瑞 郝文涛 王金根 周文罡 江朝晖 刘祥伟 李兵 赵姝 史东辉 郑淑丽 王江涛 欧阳一鸣 李劲松 武拥军 唐俊 韩超 党学明 王精明 冯康 接标 葛浩 姚晟 郑浩然 王兵 赵海波 王常青 张国富
飞秒激光二维红外光谱
测定化学基团之间的空间结构关系. 与之类似的 2D NMR则用核自旋来测定原子间的空间几何关系 [3]. 二维红外光谱, 作为一种新颖的前沿光谱学手段, 不 仅有飞秒时间分辨率, 还有能测定凝聚相分子动态 结构的潜力. 其时间分辨率取决于飞秒激光的脉冲 宽度, 而分子结构信息则存在于二维光谱的对角峰 和非对角峰中. 本文将对飞秒二维红外光谱这一技 术的发展及其应用作一个较为全面的论述.
关键词 飞秒激光 二维红外光谱 光子回波 非谐性常数 振动激子 振动耦合常数 密度泛函计算
分子动力学模拟
许多化学、物理和生物过程, 如化学键的形成与 断裂、电荷转移、蛋白质折叠与聚集, 不仅与平衡态 的分子结构有关, 还与其结构的波动情况有关. 这使 得凝聚相中分子复合体结构的实时检测研究具有重 要意义. 为了对凝聚相分子体系动态结构有一个完 整的认识, 理想的实验手段是在化学键或原子水平 上对体系以极高的时间分辨率进行跟踪. 长期以来, 化学物理界以及结构生物界的工作者们一直在寻找 这样一种有效的检测手段. 两个较为成熟且广泛应 用的结构检测方法是X射线晶体衍射和二维核磁共 振(2D NMR), 两者都能给出具有原子分辨率的结构 信息. 例如, 晶相和非晶凝聚相的时间分辨X射线衍 射已经具有 100~150 ps(10−12 s)的时间分辨率 [1,2]. 但 是, 时间分辨X射线衍射需要同步辐射设备, 目前还 难以实验室平台化. 而二维核磁已经能检测溶液相 中的大分子结构, 尽管其时间分辨率有限(约毫秒至 微秒级). 近年来出现的飞秒(10−15 s)激光二维红外 (two-dimensional infrared, 2D IR)光谱技术则是对上 述两类手段的一个很好的弥补.
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飞秒激光双光子聚合特征尺度的研究
李焱，亓凰杰，谭登峰，刘走勇，扬宏，龚旗煌
北京太学人工微结构和介观物理国家重点实验室
北京大学物理学院，１００８７１
更小的特征尺度一直是飞秒激光双光子聚合追求的目标．人们进行了大量研究。
对经常使用的ＳＥＲ５００树脂，人们获得了１２０ｒｉｍ的特征尺度１，通过掺入淬灭剂２，
又将特征尺度降到６５ｒｉｍ。如果不掺入淬灭剂，用ＳＣＲ５００实现双光子聚台．其最小
特征尺度可以降到多少？本文通过提高扫描速度和采用二次聚合．将特征尺度降到
２５ｒｉｍ以下。
组成聚合结构的单个体积元的尺寸，可以直观反映取光子聚合的特征尺度。但是，
当体积元太小时．它们很难在后处理的过程中保留下来，也很难铡试和表征。所以，
现在一般采用制备悬空聚合线条的方法来研究特征尺度。飞秒激光扫描线条的过程
中．在其它制各参数不变的条件下．扫描速度越快，单位距离上叠加的体积元越少，
扫描得到的线条就越细。支撑线条的两个较
大聚合结构靠得越近，允许的最快极限速度
越高，得到的线条的特征尺度越小。我们用
７６ＭＨｚ，１２０ｆｓ的激光脉冲，得到了特征尺度
小于２５ｒｉｍ的细线（图１），这个分辨率远远
超过了以前报道的结果。这是由于在两个相
互靠近的平行聚合结构之间，没有完全聚合
的聚合物通过再次聚合．从而可以使用更小
的能量和更快的速度。图Ｉ中的功率为
３５ｍ
ｗ，扫描迷度为６００ｔｔｍ／ｓ。
圈Ｉ．高速扫描制备的聚合
通常在已经聚合的结构周围，会存在没有完全聚合的部分．这部分在后续显影等
２２ｌ
过程中会被清洗掉而不显示出来。但是．当两个聚合结构足够接近时，这些未完全聚
合的部分会由于再次光照而互相加强．通过二次聚合完成低聚物向固体高聚物的转
变。当有激光扫描这些区域时，可以采用｛｜ｔ／ｄ，的能量或轻快的速度就可以引发二次聚
合，从而得到特征尺度更小的聚合线条。即使没有额外的激光扫描这些区域。制各第
二个支撑结构时，激光焦点的边缘部分也会增强附近的结构周围的未完全聚合的部
分．将两个支撑结构中间的空隙连
接起来。由于激光能量变化和周围
抖动以及清洗过程中引起的收缩
等原因．连接区只有部分聚合物的
强度足够人而保存下来．形成柬状
结构（图２）。图２中的激光功率
为４０ｍＷ。当两个支撑的矩形结
构的间距大于９００ｈｍ时（Ｓｌ和Ｓ２
区），间隙很干净，没有多余的结
构。而当问距降到７５０ｈｍ以下（Ｓ３
区），中间出现了二次聚合产生的
聚合线束。线条的特征尺度可以达
到３５ｎｍ。
图２．二次聚合产生的聚合线
我们利用二次聚合制备了纳米针尖。在两个支撑结构的相对边制各一些周期性
突起．当这些突起相互接近
时．由于二次聚合产生连接
两个突起的细线。当距离报
近时，线条比较粗，会一直
保存Ｆ来。距离逐步增加后．
这些细线靠近突起的两端
图３二次聚台产生的纳米针尖
２２２
较粗，而中间部分较细。在后处理中线条会从中间断开形成纳米针尖。图３是突起
相距８００ｎｍ时产生的一系列纳米针尖及其放火图。
本文在两个相距较近的聚合结构之间通过提高扫描速度平¨采用二次聚合，将特征
尺度降到２５ｎｍ以下，这种方法将可以川米制备高精度三维纳米聚合结构。
参考丈献：
１．Ｓ．Ｋａｗａｔａ，Ｈ．Ｂ．Ｓｕｎ，Ｔ．Ｔａｎａｋａ，ａｎｄＫ．Ｔａｋａｄａ，“Ｆｉｎｅｒ
ｆｅａｔｕｒｅｓｆｏｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｉｃｒｏ·
ｄｅｖｉｃｅｓ，”Ｎａｔｕｒｅ
４
１
２，６９７－－６９８（２００Ｉ）．
２．Ｋ．Ｔａｋａｄａ，Ｈ．Ｂ．Ｓｕｎ，ａｎｄＳ．Ｋａｗａｔａ，“Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｓｐａｔｉａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｗｏ—ｐｈｏｔｏｎ
ｉｎｄｕｃｅｄ
ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，”ｉｎ
ＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｆｏｒＭｉｃｒｏ—Ｏｐｔｉｃｓ
ａｎｄ
Ｎａｎｏ—Ｏｐｔｉｃｓ，Ｋ
Ｅ．Ｇ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｇ．Ｐ．Ｎｏｒｄｉｎ，Ｔ．Ｊ．Ｓｕｌｅｓｋｉｅｄｓ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ
６１１
０，
６１
１０００Ａ（２００６）．
飞秒激光双光子聚合特征尺度的研究
作者：李焱， 亓凤杰， 谭登峰， 刘大勇， 杨宏， 龚旗煌
作者单位：北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室 北京大学物理学院,100871
1. 南凤华.薛华.李文娟.郑慧敏.王楠.董金龙.NAN Feng-Hua.XUE Hua.LI Wen-Juan.ZHENG Hui-Min.WANG Nan.
DONO Jin-Long 掺杂铽的对甲基苯甲酸锌发光材料的合成与荧光性能研究[期刊论文]-光谱实验室2009,26(4)
2. 支俊格.申进波.徐秀玲.佟斌.张博.董宇平.ZHI Jun-ge.SHEN Jin-bo.XU Xiu-ling.TONG Bin.ZHANG Bo.DONG
Yu-ping 硝基苯化合物对聚对苯撑乙炔基咔唑荧光淬灭性能研究[期刊论文]-北京理工大学学报2008,28(7)
3. 陈志坚.肖立新.郑远.陆稼书.龚旗煌 基于纯有机电致发光器件实现红外至可见光信号上转化[期刊论文]-激光
与光电子学进展2008,45(2)
4. 张灯青.赵圣印.刘海雄.ZHANG Deng-Qing.ZHAO Sheng-Yin.LIU Hai-Xiong 铽配合物Tb(PMIP)3(PhCA)的合成及
阴离子识别研究[期刊论文]-无机化学学报2008,24(11)
5. 李焱.蒋红兵.杨宏.龚旗煌 透明材料飞秒激光三维微制备[会议论文]-2003
6. 王大威.刘婷婷.杨宏.蒋红兵.龚旗煌 介质的非均匀性对高次谐波影响的研究[期刊论文]-物理学报2002,51(9)
7. 孙晓宇.汪世龙.倪亚明.朱小平 激光光解研究废水中难降解苯酚的降解机理[期刊论文]-同济大学学报
2000,28(4)
8. 龚旗煌.王树峰.黄文涛.刘春玲.杨宏 富勒烯及其衍生物光学非线性研究[会议论文]-2000
9. 安晓萍.赵永亮.宝金荣.李颖.王令萱.叶建萍.AN Xiao-ping.ZHAO Yong-liang.BAO Jin-rong.LI Ying.WANG
Ling-xuan.YE Jian-ping 铽及其掺杂对苯二甲酸冠醚配合物的合成与荧光性能研究[期刊论文]-稀土2006,27(6)
10. 孙勇.陈明清.陆天虹.Mitsuru Akashi.黄晓华.SUN Yong.CHEN Ming-qing.LU Tian-hong.Mitsuru Akashi.
HUANG Xiao-hua 铽-聚N-乙烯基乙酰胺体系中镧钆掺杂稀土配合物谱学研究[期刊论文]-光谱学与光谱分析
2006,26(4)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Conference_7122066.aspx