可见光波段飞秒激光双光子微纳加工.pdf

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1、第31卷第4期量子电子学报Vlo1．31No．42014年7月CHINESEJOURNALOFQUANTUMELECTRONICSJu1．2014DOI：10．3969／j．issn．1007-5461．2014．04．012可见光波段飞秒激光双光子微纳加工陈述一，郑美玲，董贤子，段宣明，赵震声(1中国科学院理化技术研究所，北京100190；2中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆401122；3中国科学院大学，北京100049)摘要：基于矢量衍射理论，计算了多个可见光波段激光经紧聚焦后在焦点附近的双光子点扩散函数。计算结果表明

2、，双光子吸收效应的作用区域随着波长的减小而减小。采用多个可见光波段飞秒激光光源进行了双光子光聚合加工，并对加工分辨率和加工阈值进行了分析。实验结果表明，在每个激光波长条件下，降低光子流密度能够提高加工分辨率；随着加工波长的减小，双光子跃迁过程逐渐满足近共振跃迁条件，双光子吸收几率逐渐增大，双光子加工的阈值逐渐降低。关键词：激光技术；分辨率；双光子加工；聚合阈值中图分类号：TN249；TG665文献标识码：A文章编号：1007—5461(2014)04—0472-05Femtosecondlasertwo—photonmicro／

3、nanofabricationwithvisiblewavelengthscHENShuI’3，zHENGMei—linDoNGXian—zi．DUANXuan—ruinga，一．Z日A0Zhen—shengI(1TechnicalInstituteofPhysicsandChemistry,ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；2ChongqingInstituteofGreenandIntelligentTechnology，ChineseAcademyofSciences

4、，Chongqing401122，China；3GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Two-photonpointspreadfunctionsofseveraltightlyfocusedvisiblelaserswerecalculatedbasedonthevectorialdifractiontheory．Thecalculatedresultshowsthatthetwo-photonabsorptionre

5、gionreduceswiththedecreaseoflaserwavelength．Femtosecondlasersourceswithvisiblewavelengthswereemployedtoperformthetwo—photonpolymerizationfabrication，andthefabricationresolutionandthresholdwereanalyzed．Theexperimentalresultsindicatethatlowerphotonfluxdensityleadstothe

6、improvementoffabricationresolution．Thedecreaseoflaserwavelengthcausesthetwo-photontransitiontomeetnearresonancetransitionconditiongradually，whichfurtherincreasesthetwo—photontransitionprobabilityandreducesthefabricationthreshold．Keywords：lasertechniques；resolution；tw

7、o—photonfabrication；polymerizationthreshold1引言飞秒激光双光子微纳加工是近年来迅速发展的一种新型微纳加工技术，具有低成本、高分辨率、高精度、真三维的特点[，引。该技术利用材料的双光子吸收效应，与单光子吸收效应不同，双光子吸收是一种基金项目：国家自然科学基金(61275171，91123032，61275048，61205194)，科技部国家纳米重大研究计划项目(2010CB934100)资助作者简介：陈述(1986一)，博士生，研究方向为飞秒激光微纳加工。E-mail：chenshu@

8、mail．ipc．ac．cn赵震声(1954-)，研究员，博士生导师，主要从事激光技术及应用等方面的研究。E—mail：zhaozhsh@mail．ipc．ac．crl收稿日期：2013—12—04；修改日期：2013-12—23第4期陈述等：可见光波段飞秒激光