本文關(guān)鍵詞：基于空間光調(diào)制器的飛秒激光并行加工技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》 2015年

基于空間光調(diào)制器的飛秒激光并行加工技術(shù)研究

楊亮  

【摘要】：飛秒激光雙光子加工在復(fù)雜三維微納功能器件的加工領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢,但是,傳統(tǒng)的雙光子聚合加工技術(shù)是一種基于逐點掃描的串行加工技術(shù),加工效率低,因此在實際生產(chǎn)中難以得到廣泛應(yīng)用。計算全息技術(shù)可以調(diào)制光場實現(xiàn)靈活可控的光場分布。本文將上述兩種新發(fā)展起來的技術(shù)相結(jié)合,發(fā)展一種高效并行的雙光子聚合加工技術(shù)；驗證了這種技術(shù)的可行性并對相關(guān)工藝進(jìn)行了理論分析和實驗研究；基于此完成了幾種功能微器件的設(shè)計、加工和應(yīng)用。 本論文首先進(jìn)行了空間光調(diào)制技術(shù)和計算全息算法的研究。分析了硅基液晶空間光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)及工作原理；利用瓊斯矩陣方法對空間光調(diào)制器的光參量調(diào)制原理進(jìn)行了理論分析和計算,分析了影響激光調(diào)制的因素；利用標(biāo)量衍射理論建立了空間光調(diào)制器的相位分布模型；詳細(xì)分析了幾種常用的計算全息算法及改進(jìn)型算法的原理和算法流程,比較了幾種算法在光強均勻性、光利用率等方面的優(yōu)缺點。 在空間光調(diào)制和計算全息算法研究的基礎(chǔ)上,飛秒激光可被精確調(diào)制成預(yù)先設(shè)計的多焦點圖案陣列,實現(xiàn)了高效并行雙光子聚合加工。利用多焦點并行直寫加工技術(shù),進(jìn)行了高表面質(zhì)量的微透鏡陣列的高效加工并對微透鏡陣列進(jìn)行了光學(xué)性能測試,微透鏡尺寸精度為97.5%；實現(xiàn)了木堆型和螺旋形復(fù)雜三維光子晶體結(jié)構(gòu)的高效加工。對焦點的數(shù)量以及分布可進(jìn)行靈活控制。對影響并行加工均一性、效率和分辨率的因素做了系統(tǒng)的分析。 另外,提出了利用液晶空間光調(diào)制器實現(xiàn)投影飛秒雙光子加工的技術(shù)；組建了投影雙光子加工系統(tǒng),驗證了這種加工技術(shù)的可行性。飛秒激光被進(jìn)一步調(diào)制為線形和面形光場,實現(xiàn)了三維結(jié)構(gòu)的單次曝光加工,提高了雙光子加工的效率。理論計算表明,物鏡焦平面的光場分布對所加工結(jié)構(gòu)的形貌具有重要影響。實驗研究表明長曝光時間和增大設(shè)計平面像素密度可以減小投影加工所得微結(jié)構(gòu)的表面粗糙度。 最后,利用空間光調(diào)制器生成了飛秒貝塞爾光束；實現(xiàn)了對貝塞爾光束的參數(shù)的靈活控制；利用飛秒貝塞爾光束實現(xiàn)了微環(huán)形結(jié)構(gòu)的單次曝光式加工。理論計算了全息參數(shù)與環(huán)形結(jié)構(gòu)的尺寸之間的定量關(guān)系,實現(xiàn)了環(huán)形結(jié)構(gòu)尺寸的定量控制而不需要對光路做任何改變。利用貝塞爾光束拉伸的方式進(jìn)行了微管道結(jié)構(gòu)的高效可控加工；實現(xiàn)了微管道高度、周期、分布以及傾斜角度的可控。微管道的直徑和頂部形貌在一定范圍內(nèi)可通過計算全息參數(shù)以及激光加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)控。在此基礎(chǔ)之上,研究了微管道結(jié)構(gòu)在生物組織工程及細(xì)胞研究領(lǐng)域的應(yīng)用：利用貝塞爾光束進(jìn)行生物組織工程支架結(jié)構(gòu)的加工可提高加工效率；利用微管道成功實現(xiàn)了老鼠纖維肌細(xì)胞及人體乳腺癌細(xì)胞的抓捕和釋放,相關(guān)成果對研究細(xì)胞在受限環(huán)境下的運動特性以及生長、分裂和繁殖具有重要的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN249;TN761
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鐘敏霖;范培迅;;激光納米制造技術(shù)的應(yīng)用(邀請論文)[J];中國激光;2011年06期

2 董賢子;陳衛(wèi)強;趙震聲;段宣明;;飛秒脈沖激光雙光子微納加工技術(shù)及其應(yīng)用[J];科學(xué)通報;2008年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 郭銳;飛秒激光微納加工系統(tǒng)及功能器件工藝研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

2 胡衍雷;飛秒激光多維信息存儲關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

3 曾旭;基于LCOS空間光調(diào)制器的無透鏡光學(xué)相關(guān)器的理論與技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡長剛;陳卓;張靚;安婭;劉杰;張笑一;;DSB/油酸鈉/油酸/水體系中溶致液晶的研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年20期

2 徐滿平;周杰;;傅里葉變換全息的計算機模擬[J];安徽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年06期

3 常山;桑志文;毛杰健;朱品珍;;單色點源矩孔菲涅耳衍射光場的計算與模擬[J];安徽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年04期

4 葛琦,曾繁清;基于平行式液晶技術(shù)的可變光衰減器[J];半導(dǎo)體光電;2004年01期

5 劉晨;費業(yè)泰;盧榮勝;張勇斌;陳曉懷;;主動三維視覺傳感技術(shù)的研究[J];半導(dǎo)體光電;2006年05期

6 宋旸;董賢子;趙震聲;段宣明;;SU-8膠雙光子微加工分辨率與工藝條件研究[J];微納電子技術(shù);2011年01期

7 祁建霞;;扭曲向列相型液晶電光效應(yīng)的實驗研究[J];北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年01期

8 羅元;張毅;胡章芳;;信息光學(xué)課程教學(xué)改革初探[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年S1期

9 劉廣利,李彪;提高光電聯(lián)合變換相關(guān)器識別能力的輸入面預(yù)處理實驗研究[J];長春理工大學(xué)學(xué)報;2005年02期

10 王大鵬;車英;;Matlab對激光干涉納米陣列的仿真與研究[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹益平;蘇顯渝;陳文靜;向立群;張啟燦;劉元坤;;推動《信息光學(xué)》課程改革,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

2 胡正良;楊華勇;陽明曄;;《信息光學(xué)》課程建設(shè)探討[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

3 李向榮;喬彥峰;劉微;張堯禹;;疊柵條紋信息處理的新方法研究[A];2004全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會、2005全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會、廣西光學(xué)學(xué)會成立20周年年會論文集[C];2005年

4 楊曄;趙萬生;;大氣環(huán)境中基于掃描隧道顯微鏡的納米尺度放電加工技術(shù)的基礎(chǔ)研究[A];第14屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

5 任旭虎;綦耀光;宋珊珊;;傅立葉變換輪廓術(shù)中有效信息提取方法的研究[A];第十七屆全國測控計量儀器儀表學(xué)術(shù)年會（MCMI'2007）論文集（上冊）[C];2007年

6 袁霞;王晶晶;金華陽;;一種正交光柵頻譜分布的理論分析[A];第六屆全國高等學(xué)校物理實驗教學(xué)研討會論文集（下冊）[C];2010年

7 萬曉霞;劉振;黃新國;;衍射光柵基圖像色度性能分析[A];第十三屆全國包裝工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

8 苗華;陳宇;王文生;;提高復(fù)雜背景目標(biāo)探測與識別能力的研究[A];2007年光電探測與制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會論文集[C];2007年

9 劉皓淳;王紅霞;張瑜;鄭立林;;目標(biāo)尺度、旋轉(zhuǎn)變化對相關(guān)峰質(zhì)量的影響[A];2007年光電探測與制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會論文集[C];2007年

10 喬彥峰;李向榮;;船體三維角度變形的自準(zhǔn)直干涉測量方法[A];增強自主創(chuàng)新能力促進(jìn)吉林經(jīng)濟(jì)發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董杰;基于單目視覺的散焦測距算法的研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 陳大慶;光學(xué)信息處理技術(shù)在魯棒數(shù)字水印中的應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2010年

3 饒豐;基于個性化眼模型的人工晶體設(shè)計及其特性研究[D];南開大學(xué);2010年

4 孟凡文;面向光柵投影的點云預(yù)處理與曲面重構(gòu)技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2010年

5 宋慶和;數(shù)字全息檢測及其控制系統(tǒng)研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

6 李暉;電控液晶多譜成像關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

7 張翔;基于體布拉格光柵的角選擇濾波與光束控制研究[D];華中科技大學(xué);2011年

8 王濤;基于液晶空間光調(diào)制器的彩色全息顯示研究[D];上海大學(xué);2011年

9 鄭綿彬;多場耦合作用下雙層復(fù)合殼的損傷模型與可靠性研究[D];華南理工大學(xué);2011年

10 劉海寧;基于稀疏編碼的設(shè)備狀態(tài)識別及其重型軋輥磨床監(jiān)測應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王翠;基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的光學(xué)圖像加密與身份驗證技術(shù)[D];大連理工大學(xué);2010年

2 高桂超;場滲透對n型硅場發(fā)射電子能譜的影響[D];中國海洋大學(xué);2010年

3 彭祖杰;數(shù)字全息三維面形檢測研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

4 李紀(jì);菲涅耳全息圖計算方法研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

5 馬慧;實時數(shù)字全息法在溫度場測量中的應(yīng)用[D];昆明理工大學(xué);2008年

6 宋凱洋;基于多項式外推的圖像復(fù)原加速算法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

7 陳祖紅;光學(xué)圖像的預(yù)處理與相關(guān)識別仿真[D];西安電子科技大學(xué);2011年

8 萬文博;空間載頻干涉法測量薄膜厚度技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2011年

9 秦真科;基于聯(lián)合變換相關(guān)器的圖像加密和數(shù)字水印技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2011年

10 晏斌;基于GaAs的非線性干涉儀的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 齊國生,麥雪松,徐端頤,趙輝,張富實;彩色三波長光存儲實驗研究[J];光電子·激光;2002年11期

2 周擁軍,唐火紅,黃文浩,夏安東;折射率失配對雙光子三維信息存儲中信息點的影響[J];光學(xué)精密工程;2004年04期

3 董賢子;段宣明;;雙光子三維微結(jié)構(gòu)快速制備技術(shù)[J];光學(xué)精密工程;2007年04期

4 孫濤;李月明;辛飛飛;李尚洋;侯月會;郝愛友;;基于環(huán)糊精和偶氮化合物的光控可逆超分子體系[J];化學(xué)進(jìn)展;2012年01期

5 胡華,齊國生,徐端頤;基于光致變色原理的多階存儲實驗研究[J];中國激光;2004年08期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃金堂;基于激光干涉技術(shù)的微納結(jié)構(gòu)制造研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 章周舜;雙偶氮苯聚合物雙光子偏振存儲與多維存儲研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王天及;楊世寧;李耀棠;張世超;范少武;溫?zé)s;譚明業(yè);;空間光調(diào)制器的發(fā)展[J];光電子.激光;1988年03期

2 梁樂初,曹明翠;一種新型的電光空間光調(diào)制器的研究[J];量子電子學(xué);1991年01期

3 李育林,趙明君,王昭;兩維實時空間光調(diào)制器[J];光電子·激光;1993年04期

4 宋菲君;空間光調(diào)制器物理和大屏幕投影電視產(chǎn)業(yè)[J];物理;2000年01期

5 王強;王彪;馬得才;謝文廣;;利用空間光調(diào)制器實現(xiàn)云紋條紋倍增[J];黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報;2007年02期

6 Tsutomu Hara;K.Shinoda;T.Kato;M.Sugiyama;Y.Suz(?)ki;焦冰;;具有圖象放大、偏移和旋轉(zhuǎn)功能的微通道空間光調(diào)制器[J];應(yīng)用光學(xué);1990年02期

7 李育林,趙明君,朱夕芳;空間光調(diào)制器的發(fā)展動態(tài)及我們的研制工作[J];量子電子學(xué);1991年01期

8 友清;;硅襯底上的多量子阱空間光調(diào)制器[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1992年03期

9 ;光調(diào)制技術(shù)及器件[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)文摘;1994年03期

10 張志剛;張曉丹;劉豐瑞;張青川;程騰;高杰;伍小平;;基于空間光調(diào)制器獲得空心光束的數(shù)值模擬和實驗研究[J];實驗力學(xué);2014年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李艷輝;高岳;;基于空間光調(diào)制器的雙通道光學(xué)融合技術(shù)的研究[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

2 馬進(jìn);何俊發(fā);王紅霞;;基于空間光調(diào)制器的聯(lián)合變換相關(guān)實驗系統(tǒng)的設(shè)計[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會會議文集（D 光電信息處理技術(shù)專題）[C];2006年

3 孔迪;李修建;楊建坤;劉菊;;光尋址空間光調(diào)制器復(fù)合膜電極的制備及性能分析[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

4 馬百恒;姚保利;雷銘;嚴(yán)紹輝;郜鵬;閔俊偉;鄭娟娟;但旦;李澤;唐創(chuàng);段弢;楊延龍;于湘華;郭榮禮;;利用空間光調(diào)制器動態(tài)相位全息圖產(chǎn)生三維光學(xué)結(jié)構(gòu)[A];2011西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

5 田勁東;鄭劍峰;李東;;一種可以消除黑柵效應(yīng)的純相位空間光調(diào)制[A];2010中國儀器儀表學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)大會（論文集1）[C];2010年

6 陳君;趙星;方志良;;基于純相位空間光調(diào)制器的復(fù)振幅調(diào)制研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

7 魯開源;何興道;;基于空間光調(diào)制器的灰度掩模制作環(huán)形光柵[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2006年

8 徐克璹;戴海濤;王昕;邢中菁;;LCOS(Liquid Crystal on silicon)相位空間光調(diào)制器及其應(yīng)用研究[A];2005年中國光學(xué)學(xué)會全息與光學(xué)信息處理專業(yè)委員會年會暨建會20周年紀(jì)念會[C];2005年

9 李耀棠;張世超;吳衛(wèi)丹;黃澤文;范少武;黃云;徐文;陳潔蕓;;一種基于高分辨率DMD的空間光調(diào)制器及其應(yīng)用[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

10 陳兢;李春勇;韓英軍;郭麗偉;黃綺;張治國;段明浩;湯俊雄;;光折變半絕緣多量子阱光尋址空間光調(diào)制器的空間分辨率研究[A];第五屆全國光學(xué)前沿問題研討會論文摘要集[C];2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 吳蘭;基于空間光調(diào)制器的非線性電光驅(qū)動電路的研制[D];西安理工大學(xué);2009年

2 王曉章;基于相位空間光調(diào)制器的艾里光束產(chǎn)生和傳輸控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

3 葉必卿;液晶空間光調(diào)制器特性研究及在全息測量中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2006年

4 李修建;BSO基光尋址空間光調(diào)制器的特性研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

5 戴海濤;LCoS相位空間光調(diào)制器的特性及其應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

6 曾旭;基于LCOS空間光調(diào)制器的無透鏡光學(xué)相關(guān)器的理論與技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

7 楊亮;基于空間光調(diào)制器的飛秒激光并行加工技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李萬鵬;振幅型空間光調(diào)制器設(shè)計與應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2011年

2 高曉紅;空間光調(diào)制器鬼成像[D];山西大學(xué);2012年

3 孔迪;反射式光尋址空間光調(diào)制器研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

4 劉靜;扭曲向列型液晶純相位空間光調(diào)制器[D];大連理工大學(xué);2008年

5 范立強;空間光調(diào)制器在波前編碼系統(tǒng)性質(zhì)研究中的應(yīng)用[D];天津大學(xué);2010年

6 劉凌霄;一種高速低功耗空間光調(diào)制器的驅(qū)動電路設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2012年

7 齊曉莉;空分復(fù)用中利用空間光調(diào)制器實現(xiàn)對光模式的精確控制和選擇方法的研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

8 羅菊華;鐵電薄膜空間光調(diào)制器驅(qū)動電路的研究[D];電子科技大學(xué);2007年

9 吳方杰;基于空間光調(diào)制器的二維光斑平移系統(tǒng)[D];華中科技大學(xué);2010年

10 張晶晶;純相位液晶空間光調(diào)制器設(shè)計及應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于空間光調(diào)制器的飛秒激光并行加工技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：191394