科學時報2007年5月29日訊 5月18日,由中國科技大學工程科學學院精密機械與精密儀器系教授黃文浩主持,北京工業(yè)大學共同承擔的國家自然科學基金重點項目“飛秒激光功能微部件加工技術研究”,通過了國家自然科學基金委員會工程與材料科學部組織的結(jié)題驗收。評審專家組對項目組在計劃期間的工作給予了充分肯定,認為該項目全面完成預訂計劃,研究工作取得突出進展,一致同意通過結(jié)題驗收。
飛秒激光脈沖寬度極短,聚焦后可在較低的脈沖能量下獲得極高的峰值功率密度,焦點處的光電場強度比原子內(nèi)部庫侖電場還要高。由于作用時間極短,能量還沒來得及擴散,材料已經(jīng)被加熱到極高的溫度,直接以氣相蒸發(fā),這樣在材料內(nèi)形成很大的溫度梯度。并且,材料以氣相蒸發(fā)帶走大部分熱量,熱擴散對焦點周圍影響很小,這樣就克服了困擾長脈沖激光加工過程中熱擴散帶來的材料變形和熔化現(xiàn)象,可實現(xiàn)高精密加工。在金屬材料微加工、薄膜材料的加工、透明材料加工、高分子材料微加工、雙光子聚合方面有廣泛的應用。飛秒激光超微細加工與先進的制造技術緊密相關,對某些關鍵工業(yè)生產(chǎn)技術的發(fā)展可以起到更直接的推動作用。它已經(jīng)成為當今世界激光、光電子行業(yè)中的一個引人矚目的前沿研究方向。
以盧秉恒院士為組長的專家組在聽取了項目組結(jié)題驗收報告和學術報告,進行了現(xiàn)場考察和質(zhì)詢后,一致認為:該項目組根據(jù)計劃任務書的規(guī)定,不僅建立、完善了一套面向高分子材料的飛秒激光微加工、原位觀測、光驅(qū)動、微裝配多功能集成實驗平臺和一套面向金屬及金屬粉末材料的短波長激光微加工系統(tǒng),還取得了多項創(chuàng)新和研究成果。合成了多種適用于飛秒激光微加工和三維信息存儲的新型材料;實現(xiàn)了多種具有實際應用前景的三維功能微部件的制造。如直徑15微米的光折變微透鏡、直徑17微米的菲涅爾微透鏡、周期為1.5微米的8層光子晶體,并測試了上述微部件的光學性能;研制了直徑6微米的三維微轉(zhuǎn)子并實現(xiàn)了光驅(qū)動旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)了齒輪組的微裝配和傳動。
經(jīng)過3年的研究和探索,該項目組共計發(fā)表論文50篇,其中SCI收錄14篇、EI收錄15篇;申請國家專利15項,其中發(fā)明專利4項;培養(yǎng)了一批從事微納制造技術研究的博士和碩士研究生。同時,項目組積極開展國際合作交流,有關研究成果在多次國際會議和重要國際學術期刊上宣讀或發(fā)表,提高了我國在激光微加工領域的國際影響力。