基于空間光調(diào)制器的飛秒激光并行微納加工技術(shù)研究.pdf

1、飛秒激光雙光子微納加工具有真三維加工能力和亞微米分辨率等技術(shù)特點，在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域受到越來越廣泛的重視。然而，隨著MEMS技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的飛秒激光串行加工方式因其效率低、靈活性差、實時控制性弱等缺點，無法滿足現(xiàn)代MEMS批量加工的要求。因此，如何設(shè)計出高效、靈活、可控的飛秒激光并行微納加工技術(shù)已成亟待解決的問題。本論文在現(xiàn)有飛秒激光微納加工系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了新的并行加工方法并搭建了相應(yīng)的光路；同時設(shè)計了一套飛秒激光并行

2、存儲光學(xué)系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真研究。
　　 本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 首先，配合現(xiàn)有的微納加工設(shè)備，提出一種新的加工掃描策略，據(jù)此開發(fā)了一套新型加工軟件，可以實現(xiàn)三維實體造型、掃描路徑生成以及加工控制等一系列功能。
　　 其次，在現(xiàn)有串行加工光路基礎(chǔ)上，利用硅基液晶(LCOS)器件作為空間光調(diào)制器提出了兩種實現(xiàn)雙光子并行加工方法：一是基于傅里葉全息圖的并行加工方法；另外一個是基于菲涅爾衍射的并行加工方法。并分別

3、對兩種光路進(jìn)行了理論分析和實驗搭建，給出了初步的實驗結(jié)果。
　　 最后，設(shè)計了一種基于數(shù)字微鏡器件和微透鏡陣列的飛秒激光并行存儲光學(xué)系統(tǒng)，并利用ZEMAX和MATLAB對該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真建模。該系統(tǒng)數(shù)字微鏡器件作為空間光調(diào)制器，對入射飛秒激光進(jìn)行調(diào)制，并利用設(shè)計好的微透鏡陣列對調(diào)制后光束進(jìn)行分束聚焦，從而產(chǎn)生可控的多焦點陣列，實現(xiàn)并行光存儲。
　　 這些工作將為研究項目的順利完成和該領(lǐng)域研究工作的深入發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)