中空双螺旋微机器人的飞秒激光动态全息高效加工

为了实现微机器人的快速批量制造,提出一种飞秒贝塞尔光束叠加干涉方法生成带侧瓣的环形光场,并结合动态全息加工术实现了中空螺旋微机器人的高效制造。对根据贝塞尔传输函数生成的贝塞尔全息图进行叠加,并对产生的光场进行仿真和实验测量。利用叠加的全息图加工得到具有不同侧瓣数目(2~4)的环形结构,分析了两种不同参数对侧瓣宽度和圆环直径的影响。通过引入动态全息加工方法,实现了中空双螺旋微机器人的高效快速加工,微机器人宽为25μm、长度为100μm。最后,利用旋转磁场驱动微机器人在微流体环境实现运动。实验表明,加工单个微机器人仅需6 s,旋转磁场下微机器人在7 s内沿直线前进400μm。该动态全息方法能够快速制备出中空双螺旋微机器人并实现无线磁驱动,为批量制造具有运载能力的磁驱微机器人提供了一种新的途径。