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Ultrafast laser processing of materials: from science to industry

Light(Science & Applications) 2016年第1期5卷 548-561页

作者： Mangirdas Malinauskas Albertas Žukauskas Satoshi Hasegawa Yoshio Hayasaki Vygantas Mizeikis Ričardas Buividas Saulius Juodkazis laser Research Centre Department of Quantum ElectronicsPhysics FacultyVilnius UniversitySaulėtekio Ave.10LT-10223 VilniusLithuania Center for Optical Research and Education(CORE) Utsunomiya University7-1-2 YotoUtsunomiya 321-8585Japan Research Institute of Electronics Shizuoka University3-5-3-1 JohokuNaka-kuHamamatsu 432-8561Japan Centre for Micro-Photonics Faculty of ScienceEngineering and TechnologySwinburne University of TechnologyHawthornVIC 3122Australia Melbourne Centre for Nanofabrication ANFF151 Wellington RoadClaytonVIC 3168Australia Center of Nanotechnology King Abdulaziz UniversityJeddah 21589Saudi Arabia

Processing of materials by ultrashort laser pulses has evolved significantly over the last decade and is starting to reveal its scientific,technological and industrial *** ultrafast laser manufacturing,optical energy of tightly focused femtosecond or picosecond laser pulses can be delivered to precisely defined positions in the bulk of materials via two-/multi-photon excitation on a timescale much faster than thermal energy exchange between photoexcited electrons and lattice *** of photoionization and thermal processes with the highest precision,inducing local photomodification in sub-100-nm-sized regions has been ***-of-the-art ultrashort laser processing techniques exploit high 0.1–1μm spatial resolution and almost unrestricted three-dimensional structuring *** pulse duration,spatiotemporal chirp,phase front tilt and polarization allow control of photomodification via uniquely wide parameter *** opto-electrical/mechanical technologies have enabled laser processing speeds approaching meters-per-second,leading to a fast lab-to-fab *** key aspects and latest achievements are reviewed with an emphasis on the fundamental relation between spatial resolution and total fabrication *** biomedical applications implementing micrometer feature precision over centimeter-scale scaffolds and photonic wire bonding in telecommunications are highlighted.

关键词： biomedical applications direct laser writing functional microdevices material processing nonlinear light–matter interaction 3D structuring ultrashort laser pulses

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