纳秒激光处理加工

飞秒微加工系统方案激光的发明加快了人类文明的进步。激光以其高相干性，高能量等特点，使其已经广泛应用于人类生活的各个领域，例如激光焊接，激光测距，激光雷达等等。其中激光加工也是一个重要领域。传统的激光加工一般使用纳秒量级脉冲激光或是像CO2激光（10.6um）这样的强激光，随着飞秒激光的逐渐普及，使用成本逐渐降低，使用飞秒激光作为加工光源也越来越受到关注。飞秒激光加工的特点主要有：1，飞秒激光脉冲与材料相互作用时间在一个非常短的时间（飞秒量级），因此可以实现材料的冷加工， 2，飞秒激光可以聚焦到透明材料的内部，实现真正的三维微加工，3，超快激光可以使材料发生多光子吸收，可以突破光学衍射极限进行加工，飞秒微加工的研究领域：可用于飞秒3D打印，双光子聚合等加工技术。可用于切割，打孔，烧蚀，表面微结构等加工技术。由于飞秒激光持续时间很短，可以在易碎易燃材料上获得高质量的烧蚀形貌用于材料的内部改性处理。例如用飞秒激光在玻璃内部进行光波导直写，光存储以及新相材料的制作 飞秒激光直写加工系统一般根据制作方式可分为基于扫描振镜方式和基于样品位移台两种。扫描振镜的方式其优点在于加工精度很高，但是加工的范围有限基于样品位移台的则可以分为：1，使用高质量三维压电位移台，可以获得亚纳米级别的精度，范围可以到几百微米。2，使用高质量的电机驱动的直线气浮平台。其优点在于移动范围可以达到几厘米。卓立汉光基于多年的显微拉曼荧光系统，结合高功率飞秒激光，推出飞秒激光直写加工系统！ 图1：飞秒加工直写系统简图图2：显微系统简图飞秒激光推荐方案：激光器中心波长：1030nm,输出功率： =20W@ 50-200KHZ, 400uJ@1-50KHz, 脉宽：290fs 一体化免维护设计；三维位移台推荐方案： 室温 压电运动⽅ 案 —“Carrier. 系列“ ⼤ ⾏ 程扫描载物台 — 精密光学，半导体表征⼤ 范围压电扫描台Carrier.S200.XY产品特⾊ &bull 两维度XY 扫描运动 200 um × 200 um；&bull 闭环定位精度优于 1nm；&bull 最⼤ 负载 500 g；&bull 针对光学显微镜-超分辨定制化解决⽅ 案；&bull ⽀ 持⽆ 磁( .NM)和⾼ 真空( .UHV)选件升级Carrier.S200.XY ⼤ 范围压电扫描台 — 技术参数 可选版本 ⇨ 正常版本.NM 绝对⽆ 磁版本；.HV， ⾼ 真空版本 .UHV ，超⾼ 真空版本；1 底⾯ 尺⼨ *⾼ 度180 mm × 150 mm × 20 mm2 主体材料铝合⾦ 3 中空透孔80 mm × 60 mm4 运动⾏ 程200 um × 200 um5 闭环分辨率优于1nm6 推荐最⼤ 负载500 g7 闭环传感器电容式8 电容精度0.3 nm9 压电电容(X, Y)6.5 uF15 到 40 摄⽒ 度10 推荐使⽤ 温度11 质量1 kg12 安装螺纹孔⾃ 动兼容 Carrier.L7550.XY

? Femtocut是一套采用红外波段飞秒激光器作光源，可以对生物医学样品，多种有机和无机材料进行光学细微加工和处理的设备。具有超精密切割，钻孔结合高分辨率非介入式3D成像等功能。它可以： l 用于光学基因转移的靶定向转染。l 细胞内染色体分离l 组织切片中单细胞分离l 光学方法击出细胞元素l 纳米加工和光学波导写入l 光学数据存储 设备外观图片 透明材料和生物细胞的3D纳米加工系统产品概述： Femtocut系统采用紧凑的近红外皮秒激光器对透明材料进行3维纳米加工。低能量（亚纳焦至纳焦）高至90兆赫兹重复频率的激光脉冲通过高数值孔径（NA1.3）光学组件聚焦并在亚飞升（10-15升）体积内产生光学击穿。光束能量密度可用一台电机驱动的衰减器控制。焦点区域光功率密度可达几个TW/cm2的水平，于是可以通过多光子电离过程进行超精细的剥蚀加工。加工最小尺寸小于70纳米（半高全宽度）。设备的基本结构是一台配置了高速检流计振镜扫描组件的常用显微镜。能够以亚微米精度进行全幅扫描，局部区域（ROI）扫描，线扫描以及单点剥蚀（点扫描，钻孔）等模式的加工操作。配置了一台电机驱动平台用于大区域加工操作。聚焦光学元件安装于压电陶瓷驱动平台上，可实现精度为40nm的垂直定位。Femtocut还是一套非介入式层析诊断工具。可以对样品进行高分辨率成像来选择微加工处理的目标区域，也可同时监视剥蚀处理的效果。 飞秒激光脉冲分离染色体 人染色体的纳米加工处理 染色体内部孔洞的加工 CHO细胞的靶定位转染。GFP质粒通过一个瞬 态生成的亚微米小孔导入到细胞膜中应用领域:超短脉冲激光已经成为半导体，金属材料，介电材料，高分子材料和生物组织的纳米结构成型的强大工具，显示了不可替代的卓越的性能。在大多是材料中，紫外激光具有较强的线性吸收，所以其仅适用于进行表面团成型。作为鲜明对比，Femtocut 则能够提供真正的三维加工处理。其能够处理的深度可达100μm. 加工线宽达到亚微米量级。通过采用焦点区域的多光子电离过程，切割尺寸可以突破衍射极限的限制。这一系统可以在对近红外透明的材料上进行直接的纳米微尺度结构写入。这一能力大大开拓了在工业，医疗和科学研究领域的应用范围。 飞秒激光纳米尺度微成型技术已经用于波导刻写，光掩膜加工和某些特殊材料的表面改性领域。更进一步，还可在多种材料上进行细微钻孔。激光诱导细胞膜瞬态改变眼组织纳米尺度结构成型：角膜薄片制备超快激光和生物材料的相互作用的一个重要特点是其作用区域强烈地被限制在焦点区域，这样就大大地减小了对邻近组织的损害。于是，可以利用这一特性将突变组织和正常生命细胞分离开来。Femtocut的高空间分辨率处理能力还可以在不发生任何显见的损害效应情况下将单细胞器从细胞中撞击出去。 Femtocut这种极强的局域工作特性使其具有成为实现DNA操控的强大工具的潜能。它可以用来对染色体某些特定的基因片段进行光学去活性处理。不仅如此，飞秒激光脉冲还显示了应用于人类染色体片段分离以及高度局域的基因和分子转移的前景。 不同材料上进行结构成型：A：金 B: 硅 C：玻璃 细胞间连接的激光加工处理处理前细胞间连接的激光加工处理(处理后）技术数据：紧凑型飞秒激光器（典型数据）激光脉冲宽度： 100fs重复频率：80 MHz激光平均输出功率：1.5W波长：710-990 nm全幅扫描，局部感兴趣区域（ROI）扫描, 线扫描，单点照明（点扫描，钻孔）典型光束扫描区间：350x350μm (水平)200μm（垂直）平台位移行程：120x102mm空间分辨率：1μm (水平)2μm (垂直)聚焦光学元件：放大率40倍数值孔径（NA）1.3CCD相机数字成像视频监视接口运行环境温度：15-35摄氏度相对湿度：5-80%电源功率需求：交流230V（50赫兹）系统尺寸基座490x280x480mm316kg扫描头：280x190x90mm36kg控制组件：450x300x130mm38kg激光器（典型值）：600x370x180mm342kg(激光头)450x440x270mm321kg（电源）270x200x380mm320kg（水冷器）对于激光器运行建议配置空调系统所有参数可能会有所变动恕不提前通知

Workshop of Photonics公司从2003年开始就专注于飞秒激光微纳加工工艺研发, 凭借着创新技术及先进可靠工艺. 主流型号为FemtoLAB实验级飞秒激光微纳米加工系统, FemtoFAB产业级飞秒激光微纳米加工系统, MPP-Cube秒双光子/多光子三维聚合微纳米加工系统.飞秒激光器由于激光脉冲很短, 拥有很好的激光功率密度, 其加工效果超过纳秒和皮秒激光. 光束所到之处能够瞬间将材料消融气化, 由于激光脉冲短, 激光能量无法在如此短的时间内扩散到周围材料中, 所以对加工区域周围影响微乎其微, 是一种冷态加工技术.WOP系统采用高品质的飞秒激光器, 同步高精密光束扫描振镜和脉冲选择器, 在空间,时间和能量上提供全方位高精度控制, 从而提供高难度的加工能力, 亚微米精度的分辨率和重复性, 以及很高的微加工速度 .