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精度提升至10納米 清華大學(xué)精密儀器系團隊開發(fā)出新型激光切割技術(shù)


  來源: 清華大學(xué)精密儀器系 時間:2024-05-11 編輯:清風(fēng)
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近日,清華大學(xué)精密儀器系孫洪波教授和吉林大學(xué)陳岐岱教授聯(lián)合團隊開發(fā)出新型激光切割技術(shù),將切割精度提升至 10 納米,這一成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》。


飛秒激光直寫技術(shù)是一種具備三維加工能力的制造技術(shù),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域。然而,由于傅里葉帶寬定理對激光焦點橫向尺寸和深寬比的制約,在納米級精度上,一直無法兼顧激光切割以及鉆孔時的橫向精度和深寬比。


近日,針對這一難題,清華大學(xué)精密儀器系孫洪波教授和吉林大學(xué)陳岐岱教授聯(lián)合團隊,開發(fā)出一種超隱形切割技術(shù),利用激光-物質(zhì)相互作用過程中的非線性反饋,促進橫向的亞波長光場局域化和縱向的能量沉積均勻化,在包括玻璃、激光晶體、鐵電體等多種透明材料中實現(xiàn)了橫向精度10納米,深寬比超15000的納米深加工,將目前該領(lǐng)域國際上文獻(xiàn)可查的加工精度提升了10至100倍。與傳統(tǒng)隱形切割等激光加工技術(shù)相比,新研究從原理上擺脫了高深寬比結(jié)構(gòu)對激光焦點壓縮和拉伸的強依賴,代表了目前最先進的激光納米深切割能力,可廣泛用于納米光學(xué)制造等領(lǐng)域。5月8日,這一成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》。


“這就好比地質(zhì)勘探時打一口深井,井的直徑越小,便越難做深?!闭撐牡耐ㄓ嵶髡邔O洪波教授形象地比喻。


“新技術(shù)切割寬度可以達(dá)到10納米,相當(dāng)于人類頭發(fā)絲直徑的六千分之一;同時深寬比可以達(dá)到15000以上,相當(dāng)于一口一米直徑的井,要向地下鉆1萬5千米深?!睂O洪波教授告訴記者。


據(jù)介紹,超隱形切割技術(shù)具備對材料損傷小、無碎屑、支持應(yīng)力和化學(xué)刻蝕下的材料分離等優(yōu)點,有望用于新一代微型激光器的異質(zhì)集成、量子傳感等領(lǐng)域。


文字來源:中國科技網(wǎng)、清華新聞網(wǎng)



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