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中国科学院物理研究所微加工实验室

物理 2012年第8期41卷 556-557页

为适应凝聚态物理与相关交叉学科研究的需求，探索材料在纳米尺度下新奇的物理性质及在信息、能源生物等领域的应用，促进纳米科学与技术领域的发展，物理所微加工实验室于2002年度建成，

关键词：中国科学院物理研究所实验室微加工纳米尺度凝聚态物理科学与技术物理性质

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金属材料脉冲激光刻蚀微加工的基础研究

金属材料脉冲激光刻蚀微加工的基础研究

作者：刘院省北京工业大学

学位级别：硕士

本文研究了不同脉冲宽度的激光刻蚀金属铜靶的机理,通过等离子体静电探针测量,分析了材料表面纳秒脉冲刻蚀粒子的扩散机制和扩散速度;利用三维轮廓仪测量了纳秒脉冲刻蚀铜靶的深度随脉冲能量和气压的变化;通过数值模拟方法,讨论了1-20... 详细信息

本文研究了不同脉冲宽度的激光刻蚀金属铜靶的机理,通过等离子体静电探针测量,分析了材料表面纳秒脉冲刻蚀粒子的扩散机制和扩散速度;利用三维轮廓仪测量了纳秒脉冲刻蚀铜靶的深度随脉冲能量和气压的变化;通过数值模拟方法,讨论了1-20皮秒脉冲刻蚀金属铜靶时,热平衡刻蚀和非平衡静电场刻蚀两种机制的竞争;为了论文的完整性,概述了飞秒激光刻蚀金属材料的特征以及刻蚀的机理。通过研究得到的具体结论如下:1.飞秒激光刻蚀金属铜靶时,热传导过程完全可以忽略(加工。2.皮秒脉冲(1-20ps)激光刻蚀金属材料的过程则非常复杂,刻蚀过程中非平衡场刻蚀和热平衡刻蚀两种机制都起着不可忽视的作用。脉宽较短时,非平衡场刻蚀所占份额大于热平衡刻蚀份额,脉宽较长时反之。3.纳秒激光脉冲刻蚀金属铜靶过程中热平衡刻蚀占主导地位,随着激光脉冲能量的增加,刻蚀机制由正常情况下的粒子蒸发转变为材料表面微层直接的液相爆破。环境压强会对等离子体扩散行为产生很大的影响,压强较高时,刻蚀出来的粒子聚集在靶材表面附近,大量吸收激光能量,阻碍刻蚀的进一步进行;纳秒刻蚀存在明显的热影响区,不仅降低了加工效率而且造成刻蚀质量和刻蚀精度的下降。

关键词：脉冲激光微加工非平衡场刻蚀热平衡刻蚀

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飞秒激光在微加工中的应用研究

飞秒激光在微加工中的应用研究

作者：高飞华中科技大学

学位级别：硕士

飞秒激光微加工具有热影响区小和加工精度高的特点,在激光微加工领域具有潜在的应用价值。本论文从实验上对飞秒激光在材料微加工中的应用进行了较深入的研究,研究了激光参数与加工速度和加工精度之间的关系,分别在镀金薄膜和镀银薄模... 详细信息

飞秒激光微加工具有热影响区小和加工精度高的特点,在激光微加工领域具有潜在的应用价值。本论文从实验上对飞秒激光在材料微加工中的应用进行了较深入的研究,研究了激光参数与加工速度和加工精度之间的关系,分别在镀金薄膜和镀银薄模上进行了刻线和打孔研究,获得了接近衍射极限的加工尺度,并开展了在透明材料上制备光栅的研究以及烈性材料代用品的加工实验研究。在加工速度为400μm/s、激光的峰值功率密度为2.7×10W/cm时,在ZK6玻璃和LaF2玻璃内制备出光栅常数为2.5μm和5μm的透射式衍射光栅,并在650nm的半导体激光照射下获得了光栅的衍射图样。在加工速度为2.5mm/s、激光的峰值功率密度为2.7×10W/cm时,在ZK6玻璃和LaF2玻璃上制备出了孔间距为2.5μm的阵列微孔。研究了烧蚀率与激光功率密度和脉冲数目的关系,表明烧蚀深度随着激光功率密度的增加而变大。当激光功率密度保持不变时,烧蚀率随着脉冲数目的增加而减小。在激光的峰值功率密度为8.1×10W/cm时,在镀金以及镀银薄膜获得的加工尺度接近衍射极限。在加工速度为400μm/s、激光的峰值功率密度为8.1×10W/cm时,在镀金以及镀银薄膜获得了宽度为2.5μm的刻线结构,表明通过控制激光功率密度可以实现金属高精度的加工。在加工速度为0.1mm/s到2mm/s,利用峰值功率3.3×10W到1.3×10W的飞秒激光在国内开展了烈性材料代用品切割和打孔预先研究,获得了150μm的切割宽度,为今后相关研究打下了良好基础。

关键词：飞秒激光微加工镀金薄膜镀银薄膜光栅烈性材料代用品

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欧盟圆满完成微加工计划

激光与光电子学进展 2000年第1期 43-44页

作者：友清

由欧盟BRITEEURAM计划投资的研究激光亚微米加工的三项计划已圆满结束。借助激光亚微米加工的高精度微型零件和光学模具结构系列以及大批量生产计划(COMPALA计划)在具有一系列令人难忘的革新下已于1999年初完成,其中包括用激光切割0.2m... 详细信息

由欧盟BRITEEURAM计划投资的研究激光亚微米加工的三项计划已圆满结束。借助激光亚微米加工的高精度微型零件和光学模具结构系列以及大批量生产计划(COMPALA计划)在具有一系列令人难忘的革新下已于1999年初完成,其中包括用激光切割0.2mm厚、10μm宽的金属片,用激光在1mm厚...

关键词：微加工激光切割激光加工铜蒸汽激光器亚微米加工模具结构激光系统

微加工获得的F-P半导体激光器的光谱特性分析

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激光技术 2000年第2期24卷 102-106页

作者：王甦李大义陈建国李焱陆洋周小红卢玉村西南技术物理研究所成都610041 四川大学光电系成都610064

利用微加工法可以在F P半导体激光器中引入具有反射功能的缺欠点或面来改进激光器的光谱特性。作者导出了含有多个缺欠点的微加工获得的F P半导体激光器 (MMLD)的输出谱表达式 ,并对MMLD振荡模的边模被抑制的情况作了简要的说明。

关键词：半导体激光器微加工输出光谱

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微加工硅表面基于AFM的纳米压痕测量与分析

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微纳电子技术 2003年第7期40卷 241-244页

作者：赵清亮梁迎春程凯董申哈尔滨工业大学精密工程研究所黑龙江哈尔滨150001

原子力显微镜 (AFM )在完成对单晶硅的微加工后 ,其金刚石针尖被用做一个纳米压痕头以实现微加工区域内外机械性质的测量与分析。结果表明 ,以安装有金刚石针尖的AFM在经过化学机械抛光的硅基片上所进行的微加工 ,即使使用极小的切削力... 详细信息

原子力显微镜 (AFM )在完成对单晶硅的微加工后 ,其金刚石针尖被用做一个纳米压痕头以实现微加工区域内外机械性质的测量与分析。结果表明 ,以安装有金刚石针尖的AFM在经过化学机械抛光的硅基片上所进行的微加工 ,即使使用极小的切削力也会在加工表面形成变质层 ,但是其厚度值要小于化学机械抛光的硅表面变质层。由AFM测量的纳米级硬度值要大于由传统的Vickers和Hysitron硬度测试仪所测量的值。另外 ,随着AFM压入载荷的减小 ,纳米级硬度值呈现出增加的趋势。

关键词：微加工 AFM 纳米压痕测量原子力显微镜单晶硅材料表层机械性质

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