高速大尺度微纳结构加工技术的新进展

今天捷克科学的院Hilase基地和捷克理工学学校核力学工学程基地的深入分析人员管理，在飞速大绝对误差微纳组成部分代加工上要先拿到了非常重要近况。

实验展示了使用四光束直接激光干涉（Direct Laser Interference Patterning，DLIP）光致表面周期结构（Laser Induced Periodic Surface Structures，LIPSS）技术，在AISI326L钢上，可单次成形数千加工点，达到了203200微坑/秒的加工速度。
实验中使用的光源为Hilase Perla B型激光器，
在(zai)《Optics & Laser Technology》上(shang)发(fa)表了题为《Towards rapid large-scale LIPSS fabrication by 4-beam ps DLIP》的论文。

在常有的离子束寿命性设备构造工艺的的过程 中（Laser-Induced Periodic Produced Structures, LIPSS）,采用的都有随便离子束烧蚀工艺。这款工艺简单化、便捷、并靠谱。 LIPSS能能这一步构建，从而在改变资料表面层的出现摩擦学、光电器件、机械设备、检查是否的特性上，具备范围广的应运。

LIPSS可(ke)(ke)以被分(fen)为两大(da)类，低频LIPSS（Low-Spatial Frequency LIPSS, LSFL）和高频LIPSS（High-Spatial Frequency LIPSS），分(fen)别(bie)对应所加工(gong)的(de)(de)微(wei)结构(gou)周(zhou)期(qi)大(da)于或近似(si)于加工(gong)用激光(guang)波长，以及微(wei)结构(gou)周(zhou)期(qi)远小于加工(gong)用激光(guang)波长的(de)(de)情况。这种(zhong)结构(gou)可(ke)(ke)以赋予诸如(ru)金属(shu)、半导体、聚合物(wu)、合金等材料新的(de)(de)表(biao)面(mian)特(te)性(xing)。举例来(lai)说，某些特(te)定(ding)的(de)(de)微(wei)结构(gou)可(ke)(ke)以让(rang)材料表(biao)面(mian)得到更好(hao)的(de)(de)保护、具备超(chao)疏水性(xing)、自洁(jie)性(xing)、摩(mo)擦力控制、反射抑制、抗菌、甚至有很好(hao)的(de)(de)装饰作用。过去几十年来(lai)，LIPSS技术在科学以及工(gong)业领域都引起了越(yue)来(lai)越(yue)多的(de)(de)关注。

然而，加(jia)工(gong)速(su)度一(yi)(yi)直是LIPSS技术的(de)一(yi)(yi)个(ge)短板，普(pu)通的(de)单(dan)光(guang)(guang)束(shu)(shu)直接熔蚀(shi)技术的(de)MAX加(jia)工(gong)速(su)度不(bu)过(guo)每分钟几(ji)十平方(fang)厘(li)米。而且(qie)随着大(da)功率超短脉冲激(ji)光(guang)(guang)的(de)引(yin)入，单(dan)光(guang)(guang)束(shu)(shu)加(jia)工(gong)系统还(hai)是只能在(zai)熔蚀(shi)阈值附近工(gong)作，加(jia)工(gong)效率也是一(yi)(yi)个(ge)弱项(xiang)。因此，如何高效地利用(yong)高功率激(ji)光(guang)(guang)器地能量(liang)是目前解(jie)决问(wen)题地关键。现(xian)在(zai)正在(zai)使(shi)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)包(bao)括超快光(guang)(guang)束(shu)(shu)扫描和多光(guang)(guang)束(shu)(shu)干涉法(fa)。

近年来直接激光干涉条纹法（Direct Laser Interference Patterning, DLIP）是在微结构加工中使用的快速而高效的方法。这个方法是用两束或者多束激光，在被加工表面上，直接形成干涉条纹曝光。通过控制光束的数量、入射角、波长、偏振态、强度、相位差等，可以控制干涉图样。
论文(wen)中(zhong)提出了(le)用(yong)于增加干涉区(qu)域，从而实现高效利(li)用(yong)高功率脉冲激光的新方(fang)法。此外，DLIP和(he)LIPSS的结合，使得微结构(gou)和(he)亚(ya)微结构(gou)的生产效率大(da)大(da)提升，大(da)面积衍(yan)射以及超疏水表(biao)面的生产面积上(shang)升了(le)几(ji)个数量级。

实验中使用AISI 316L钢作为试验材料，这种钢在生产生活中有着广泛应用，比较有代表性。激光器使用的是1030nm的HiLASE Perla B激光器。实验中的激光器设定的重复频率为1kHz，脉冲长度为1.7ps，脉冲能量MAX3mJ。光(guang)源产(chan)生的激光(guang)被棱(leng)镜分成(cheng)4路(lu)，然后(hou)通过300mm焦(jiao)距的透镜在加工面上(shang)干涉(she)(she)重(zhong)合，形成(cheng)点(dian)状(zhuang)干涉(she)(she)条纹。如图：

如图是a中显示台了在AISI 316L不锈钢装饰管上，应用1000次1mJ正激光能量，四点光干扰斑纹所出产的25μm期限时间性结构类型。图b的曲线方程显示台了期限时间性激光加工区域环境的适用面积与脉宽正激光能量和脉宽数中的原因。

 

在电磁量过大一些电磁能力多大时，仍然熱量沉积，会出现线条熔解，以此危害处理面服务质量。如图所示是在不相同的电磁能力（mJ）和不相同的电磁数据（N）的现状下，被处理面的现状：

借助四光柱抵触工艺技术设备能否远远提升 频次性单单从接触面上微型式工艺的高效率。如图里为的范例砂芯过滤器型式以经具备条件一个多定的单单从接触面上电子光学形态各类比较突出的疏水性树脂。图里为8微升的滴水在单单从接触面上上的情形。各个工艺地区50次2mJ单脉冲揭晓。

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