飞秒激光加工材料的研究现状及展望

简介了飞秒激光的诞生,阐述了飞秒激光对材料的作用机理,讨论了飞秒激光加工材料的表面热积累效应、激光抛光原理和工艺及表面微纳米结构方面的研究现状。总结了这些方面所面临的主要问题,并指出飞秒激光的加工方向。

飞秒激光加工船板钢表面润湿性快速转变工艺

利用飞秒激光在船板钢表面制备微-纳米结构,可提高表面疏水性,进而提高其耐蚀性,但疏水性需要较长时间达到稳定。本文探究激光扫描线间距和表面形貌及润湿性的关系,并采用低表面能处理+低温退火的快速转化工艺缩短表面润湿性转化时间。实验结果表明,随着扫描线间距增加,表面波纹的连续性和润湿性逐渐降低;快速转化工艺能在6 h内使材料表面从亲水转变为疏水,接触角从刚加工后的7°提升至146°。

大曲率低损耗弯曲波导的飞秒激光直写

飞秒激光直写光波导是实现三维光子集成芯片(PIC)的重要技术手段。PIC集成度的提升受弯曲波导曲率半径的限制。为了实现大曲率低损耗弯曲波导的飞秒激光直写,提出多次激光修饰增强波导芯层与包层折射率对比度的方法来优化芯层的横截面折射率分布。在20 mm曲率半径下,实现S型弯曲波导低至0.64 dB/cm的弯曲损耗。该方法在降低弯曲波导损耗方面拥有巨大潜力,对于提升PIC的集成度具有重要意义。