高速大尺度微纳结构加工技术的新进展

近几天捷克专业院Hilase中心局和捷克理工理工大学大学生核生物学工理工大学程海瑞朗的研发工作人员，在快速路大绝对误差微纳节构生产制作上达到了极为重要最新进展。

实验展示了使用四光束直接激光干涉（Direct Laser Interference Patterning，DLIP）光致表面周期结构（Laser Induced Periodic Surface Structures，LIPSS）技术，在AISI326L钢上，可单次成形数千加工点，达到了203200微坑/秒的加工速度。
实验中使用的光源为Hilase Perla B型激光器，
在《Optics & Laser Technology》上发表了题为《Towards rapid large-scale LIPSS fabrication by 4-beam ps DLIP》的论文。

在近半年的缴光时间段性结构的生产制作的的过程 中（Laser-Induced Periodic Produced Structures, LIPSS）,实用的都在随时缴光烧蚀能力水平。此种能力水平容易、利索、然后能信。 LIPSS可以步实现目标，之所以在校准原材料外壁的热胀冷缩学、光学玻璃、机制、化学反应特质上，拥有大面积的用途。

LIPSS可以被分为两大类，低频LIPSS（Low-Spatial Frequency LIPSS, LSFL）和高频LIPSS（High-Spatial Frequency LIPSS），分别对应所加工的微结构周期大于或近似于加工用激光波长，以及微结构周期远小于加工用激光波长的情况。这种结构可以赋予诸如金属、半导体、聚合物、合金等材料新的表面特性。举例来说，某些特定的微结构可以让材料表面得到更好的保护、具备超疏水性、自洁性、摩擦力控制、反射抑制、抗菌、甚至有很好的装饰作用。过去几十年来，LIPSS技术在科学以及工业领域都引起了越来越多的关注。

然而，加工速度一直是LIPSS技术的一个短板，普通的单光束直接熔蚀技术的MAX加工速度不过每分钟几十平方厘米。而且随着大功率超短脉冲激光的引入，单光束加工系统还是只能在熔蚀阈值附近工作，加工效率也是一个弱项。因此，如何高效地利用高功率激光器地能量是目前解决问题地关键。现在正在使用的方法包括超快光束扫描和多光束干涉法。

近年来直接激光干涉条纹法（Direct Laser Interference Patterning, DLIP）是在微结构加工中使用的快速而高效的方法。这个方法是用两束或者多束激光，在被加工表面上，直接形成干涉条纹曝光。通过控制光束的数量、入射角、波长、偏振态、强度、相位差等，可以控制干涉图样。
论文中提出了用于增加干涉区域，从而实现高效利用高功率脉冲激光的新方法。此外，DLIP和LIPSS的结合，使得微结构和亚微结构的生产效率大大提升，大面积衍射以及超疏水表面的生产面积上升了几个数量级。

实验中使用AISI 316L钢作为试验材料，这种钢在生产生活中有着广泛应用，比较有代表性。激光器使用的是1030nm的HiLASE Perla B激光器。实验中的激光器设定的重复频率为1kHz，脉冲长度为1.7ps，脉冲能量MAX3mJ。光源产生的激光被棱镜分成4路，然后通过300mm焦距的透镜在加工面上干涉重合，形成点状干涉条纹。如图：

图一为a中分享出了在AISI 316L不锈钢板上，运行1000次1mJ势能，四光柱打搅有条纹所的生产的25μm期限性形式。图b的曲线美分享出了期限性粗加工领域的总面积与脉冲信号激光势能和脉冲信号激光数区间内的感情。

 

在输入脉冲激光信号信号过大一些输入脉冲激光信号信号能源太多时，在热能堆砌，会形成高斯模糊熔解，以此不良影响处理面水平。如图是在区别的输入脉冲激光信号信号能源（mJ）和区别的输入脉冲激光信号信号数目（N）的条件下，被处理表明的条件：

能够 四光线干预生产代生产能力是可以有很大程度的提高自己周期长性外表微设计生产代生产的效果。如图例为的范本微小孔设计都已经 具备新一定的外表电子光学特征参数已经明显的的疏水溶性。图例为8微升的水滴图片在外表上的阶段。每一个生产代生产区城50次2mJ输入脉冲曝出。

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