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Acousto-optic scanning spatial-switching multiphoton lithography

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International Journal of Extreme Manufacturing 2023年第3期5卷 597-606页

作者： Binzhang Jiao Fayu Chen Yuncheng Liu Xuhao Fan Shaoqun Zeng Qi Dong leimin deng Hui Gao Wei Xiong Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of Optical and Electronic Information Huazhong University of Science and TechnologyWuhanHubei 430074People’s Republic of China Optics Valley Laboratory WuhanHubei430074People’s Republic of China

Nano-3D printing has obtained widespread attention owing to its capacity to manufacture end-use components with nano-scale features in recent *** lithography(MPL)is one of the most promising 3D nanomanufacturing technologies,which has been widely used in manufacturing micro-optics,photonic crystals,microfluidics,meta-surface,and mechanical *** of tremendous potential of MPL in laboratorial and industrial applications,simultaneous achievement of high throughput,high accuracy,high design freedom,and a broad range of material structuring capabilities remains a long-pending *** address the issue,we propose an acousto-optic scanning with spatial-switching multispots(AOSS)***-free acousto-optic scanning and nonlinear swept techniques have been developed for achieving ultrahigh-speed and aberration-free ***,a spatial optical switch concept has been implemented to significantly boost the lithography throughput while maintaining high resolution and high design *** eight-foci AOSS system has demonstrated a record-high 3D printing rate of 7.6×10^(7)voxel s^(-1),which is nearly one order of magnitude higher than earlier scanning MPL,exhibiting its promise for future scalable 3D nanomanufacturing.

关键词： 3D nano-printing acousto-optic scanning aberration-free wavefront spatial-switching

Multi-foci metalens for spectra and polarization ellipticity recognition and reconstruction

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Opto-Electronic Science 2023年第3期2卷 7-16页

作者： Hui Gao Xuhao Fan Yuxi Wang Yuncheng Liu Xinger Wang Ke Xu leimin deng Cheng Zeng Tingan Li Jinsong Xia Wei Xiong Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of Optical and Electronic Information Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Optics Valley Laboratory Wuhan 430074China

Multispectral and polarized focusing and imaging are key functions that are vitally important for a broad range of optical *** techniques generally require multiple shots to unveil desired optical information and are implemented via bulky multi-pass systems or mechanically moving parts that are difficult to integrate into compact and integrated optical ***,a design of ultra-compact transversely dispersive metalens capable of both spectrum and polarization ellipticity recognition and reconstruction in just a single shot is demonstrated with both coherent and incoherent *** design is well suited for integrated and high-speed optical information analysis and can significantly reduce the size and weight of conventional devices while simplifying the process of collecting optical information,thereby promising for various applications,including machine vision,minimized spectrometers,material characterization,remote sensing,and other areas which require comprehensive optical analysis.

关键词： metalens multispectral imaging polarized imaging spectra and polarization reconstruction

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基于ZEMAX的半导体激光器匀光设计

激光技术 2014年第4期38卷 522-526页

作者：黄珊邓磊敏杨焕段军华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 华中科技大学武汉光电国家实验室武汉430074

为了满足半导体激光器能量均匀化的应用需求,基于ZEMAX光学设计软件设计了一套光束整形匀光系统。采用非球面镜与倒置柱面镜望远系统的透镜组合对单模半导体激光器进行准直,得到近似高斯圆光斑;在推导了基模高斯强度分布的匀光投影半径... 详细信息

为了满足半导体激光器能量均匀化的应用需求,基于ZEMAX光学设计软件设计了一套光束整形匀光系统。采用非球面镜与倒置柱面镜望远系统的透镜组合对单模半导体激光器进行准直,得到近似高斯圆光斑;在推导了基模高斯强度分布的匀光投影半径的基础上,利用ZEMAX优化得到两个非球面镜组成的匀光透镜组,在一定范围内可获得能量均匀度达96%以上的圆光斑。同时,实现了一个大功率半导体激光器光纤耦合模块的能量匀化设计,满足对能量匀化要求较高的应用。结果表明,该研究为半导体激光器能量均匀化的应用提供了有效方法。

关键词：光学设计光束匀化 ZEMAX 半导体激光器

基于双振镜激光扫描的玻璃纤维复合板直壁孔制造

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中国激光 2023年第24期50卷 208-215页

作者：张聘乔亚庆苏晓慧高辉熊伟邓磊敏华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074 湖北光谷实验室湖北武汉430074 航空工业济南特种结构研究所高性能电磁窗航空科技重点实验室山东济南250023

为改善玻璃纤维复合材料制孔的精度和质量,本文提出了一种双振镜激光扫描加工方法。双振镜激光扫描加工系统共包括4片可偏转反射镜,4片反射镜协同运动可以实现对扫描激光的四轴(x,y,α,β)控制,其中x和y为激光焦点在二维平面的位置,α... 详细信息

为改善玻璃纤维复合材料制孔的精度和质量,本文提出了一种双振镜激光扫描加工方法。双振镜激光扫描加工系统共包括4片可偏转反射镜,4片反射镜协同运动可以实现对扫描激光的四轴(x,y,α,β)控制,其中x和y为激光焦点在二维平面的位置,α和β为扫描激光的入射角度。基于双振镜激光扫描加工系统开展了玻璃纤维复合材料的制孔实验,通过调节激光入射角度和激光扫描策略,在厚度为3.6 mm的玻璃纤维复合材料板上加工了侧壁完全垂直的孔,孔直径可达10 mm,热影响区宽度小于10μm,侧壁表面粗糙度小于2μm,没有发现材料分层和纤维拔出等缺陷。

关键词：激光技术激光钻孔四轴激光扫描玻璃纤维复合材料飞秒激光

Anti-inflammatory Mechanism of Yao Medicine Laggerae Alatae Herba

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Medicinal Plant 2024年第3期15卷 71-74页

作者： leimin JIANG Xiumei MA Wen ZHONG Jingrong LU Bing QING Qingmei deng Hong LEI Jiangcun WEI Guangxi International Zhuang Medicine Hospital Affiliated to Guangxi University of Chinese Medicine Nanning 530201China Guangxi University of Chinese Medicine Nanning 530200China

[Objectives]To study the anti-inflammatory effect of Laggerae Alatae Herba extract and its mechanism.[Methods]Inflammation models of xylene-induced ear edema in mice,acetic acid-induced increased permeability of abdominal capillaries in mice,and carrageenan-induced paw edema in mice were established;xylene-induced ear swelling model in bilateral adrenalectomized mice was *** levels of MDA,NO and SOD in inflammatory tissues of paw were measured.[Results]Compared with the model group,the high and medium dose groups of Laggerae Alatae Herba extract had significant inhibitory effect on xylene-induced ear edema in mice,except for the low dose group(P>0.05);Laggerae Alatae Herba extract inhibited the increase of celiac capillary permeability induced by acetic acid and paw edema induced by carrageenan in *** with the model group,in the mice model with bilateral adrenal glands removed,the high and medium dose groups of Laggerae Alatae Herba extract could significantly inhibit the xylene induced ear swelling of the *** high and medium dose groups of Laggerae Alatae Herba extract could significantly decrease the levels of MDA and NO,and significantly increase the level of SOD in the paw tissue.[Conclusions]The Laggerae Alatae Herba extracts have anti-inflammatory activity,and the anti-inflammatory effect of the extracts does not depend on the hypothalamic-pituitary-adrenal axis(HPAA)*** addition,the anti-inflammatory mechanism of Laggerae Alatae Herba extract is related to the decrease of MDA and NO and the increase of SOD.

关键词： Laggerae Alatae Herba Anti-inflammation Action mechanism

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飞秒激光组装一维纳米材料及其应用

中国激光 2021年第2期48卷 270-291页

作者：龙婧焦玢璋范旭浩刘耘呈邓磊敏曲良体熊伟华中科技大学光学与电子信息学院武汉光电国家研究中心湖北武汉430074 清华大学机械工程系教育部先进材料加工技术重点实验室摩擦学国家重点实验室北京100084

一维纳米材料具有众多优异的特性,是构建微纳米功能性器件的基石。实现一维纳米材料在二维和三维空间的高精度和高定向组装是充分发挥其应用潜力的关键,同时也是制造难点。在众多纳米材料组装技术中,飞秒激光直写诱导组装技术具有独特优... 详细信息

一维纳米材料具有众多优异的特性,是构建微纳米功能性器件的基石。实现一维纳米材料在二维和三维空间的高精度和高定向组装是充分发挥其应用潜力的关键,同时也是制造难点。在众多纳米材料组装技术中,飞秒激光直写诱导组装技术具有独特优势,可实现一维纳米材料在任意三维结构中的可设计、高定向及高精度的组装。首先简要介绍了一维纳米材料组装研究的背景,并总结了非激光直写组装技术的研究现状和存在的挑战,然后较详细介绍了飞秒激光直写技术在一维纳米材料组装研究中的进展,重点回顾了金属(包括Au和Ag纳米线)、半导体(包括CNTs和ZnO)一维纳米材料的飞秒激光直写组装及微纳光电子功能器件的制造。并讨论了诱导一维纳米材料定向排布的光学力和非光学力(包括剪切力、体积收缩应力和空间限制)的作用机理,理论计算和实验研究结果验证了飞秒激光诱导的非光学力作用是导致一维纳米材料定向排布的主要原因。最后探讨了目前飞秒激光组装技术面临的一些问题和未来在高精度纳米材料组装和三维功能器件集成方面的发展趋势。

关键词：光学制造飞秒激光直写一维纳米材料双光子聚合三维微纳制造

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飞秒激光五轴扫描加工深盲孔

中国激光 2023年第24期50卷 193-199页

作者：乔亚庆唐爱国陈天庭马浩然刘翌高辉熊伟邓磊敏华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074 湖北光谷实验室湖北武汉430074

采用五轴激光扫描技术研究了FR4覆铜板的深盲孔制造技术。通过实验研究了激光参数和扫描图形的填充间距对盲孔侧壁锥度和底部材料去除均匀性的影响,通过调节激光扫描策略,实现了盲孔锥度和孔径的连续调节。盲孔深度为925μm,最大深径比... 详细信息

采用五轴激光扫描技术研究了FR4覆铜板的深盲孔制造技术。通过实验研究了激光参数和扫描图形的填充间距对盲孔侧壁锥度和底部材料去除均匀性的影响,通过调节激光扫描策略,实现了盲孔锥度和孔径的连续调节。盲孔深度为925μm,最大深径比可达4.9∶1,孔侧壁平直,孔底玻璃纤维复合材料被完全去除,铜层的损伤深度小于1μm。实验结果表明,五轴激光扫描技术可以有效提升激光的盲孔制造能力。

关键词：激光技术激光钻盲孔五轴激光扫描侧壁锥度飞秒激光

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激光大尺度3维动态聚焦扫描加工系统研究

激光技术 2016年第4期40卷 466-471页

作者：李东华邓磊敏段军曾晓雁游欣易华中科技大学武汉光电国家实验室武汉430074

为了满足激光3维微加工不断提高的精度要求、不断增大的加工尺寸范围,以及加工效率的上升需求,采用理论分析和计算结合的方法,研制出由动态聚焦镜和2维扫描振镜组合的动态聚焦系统,与高精度X-Y-Z 3维高精度工作台集成为一台激光大尺度3... 详细信息

为了满足激光3维微加工不断提高的精度要求、不断增大的加工尺寸范围,以及加工效率的上升需求,采用理论分析和计算结合的方法,研制出由动态聚焦镜和2维扫描振镜组合的动态聚焦系统,与高精度X-Y-Z 3维高精度工作台集成为一台激光大尺度3维动态聚焦扫描加工设备。设计了焦距为100mm、视场角±15°、光阑口径7mm、后工作距137mm、相对畸变小于0.5%的远心f-θ镜和入光口径8mm、光学杠杆比1∶8、后工作距800mm±40mm的动态聚焦镜系统,并使用ZEMAX软件对系统关键光学部件动态聚焦镜和远心f-θ镜进行光学设计及系统性能评价。结果表明,通过工艺控制软件分层拼接,实现了460mm×310mm×50mm大尺度3维动态聚焦的高精度紫外激光微加工功能,在该3维扫描范围内,激光聚焦光斑直径始终保持小于10μm,从而满足大尺度激光3维精密微加工需求。

关键词：激光技术 3维动态聚焦光学设计 3维微加工

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皮秒激光抛光KDP晶体的工艺研究

激光技术 2018年第2期42卷 166-171页

作者：韩小花邓磊敏吴宝业白克强周翔刘朋段军华中科技大学武汉光电国家实验室武汉430074 内布拉斯加大学电气和计算机工程系林肯ne68588

为了改变KDP晶体精密加工难和效率低的状态,采用皮秒超快激光抛光KDP晶体的新方法,系统地研究了激光波长、单脉冲能量密度、激光束入射角、光斑搭接率、扫描方式以及激光焦深等因素对激光抛光KDP晶体质量的影响规律,并对激光与KDP晶体... 详细信息

为了改变KDP晶体精密加工难和效率低的状态,采用皮秒超快激光抛光KDP晶体的新方法,系统地研究了激光波长、单脉冲能量密度、激光束入射角、光斑搭接率、扫描方式以及激光焦深等因素对激光抛光KDP晶体质量的影响规律,并对激光与KDP晶体的相互作用机理进行了分析。结果表明,在皮秒激光波长λ=355nm、聚焦镜焦距f=56mm、激光束入射角α=84°、激光重复频率F=800k Hz、脉冲能量密度Q=2.4J/cm^2、光斑搭接率O=60%、45°多方向交叉扫描以及加工次数T=10次的优化参量条件下,KDP晶体表面粗糙度均方根值可达到76nm。这一结果使激光抛光技术的研究得到了进一步补充。

关键词：激光技术激光抛光工艺研究 KDP晶体表面粗糙度