近年来,纳米制作成为我国战略需求的重要支撑,例如国家某严重工程中的靶丸加工,就需要在其外表完成纳米级定位的微孔阵列制作。飞秒激光具有超快、超强的特性,在微孔加工中占有共同优势,尤其在高品质、大深径比、高一致性微孔加工中具有无法代替性。
尽管飞秒激光脉冲对资料的辐照时刻极短(飞秒量级),但这以后的一切工艺流程均决议于飞秒激光与电子的相互作用,怎么精准调控部分瞬时电子动态成为了科学界的重视要点。
在自然科学基金委严重研讨方案“纳米制作的基础研讨”支持下,北京理工大学机械与车辆学院姜澜教授研讨团队提出了超快激光时空整形微纳制作新方法。经过规划超快激光能量时域及空域散布,研讨人员调控工艺流程中的能量吸收、传递及资料相变进程,有效地进步了加工质量、精度、功率、深径比和一致性,并得到遍及使用。
据介绍,经过时空整形,可优化和调理离化电子密度散布,使得微孔加工深径比极限添加100倍,功率进步56倍。在试验中,单束光加工速度达0.01秒/孔,加工1厘米乘1厘米面积的深邃径比(1000:1,直径1.5微米)微孔阵列(合计25万个孔)仅耗时42分钟。
一起,为了研讨超快激光微孔加工的完好进程,研讨团队提出并搭建了多时刻尺度电子动态实时观测体系,完成了对制作中以电子为能量载体主线的质能传输进程的观测。
该制作新方法获世界广泛重视,例如,美国科学促进会及其会刊《科学》的新闻渠道以《飞秒激光完成电子动态调控》为题对新办法来进行了专题报道,称其“对高端制作、资料处理、化学反应操控或许带来革命性的奉献”,并获10余家世界干流科技媒体全文转载。
专家以为,该效果可为我国航空、动力、IC、国防等范畴供给重要的制作技能支撑,敞开了电子层面调控的新机理和新方法的宽广使用空间。