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由植物衍生单体组成的无光引发剂树脂用于热固性材料的光学微三维打印
摘要： 本研究探究了丙烯酸化环氧大豆油（AESO）以及AESO与香草醛二甲基丙烯酸酯（VDM）或香草醛二丙烯酸酯（VDA）的混合物作为无光引发剂和溶剂的光敏树脂用于光学3D打印。通过实时光流变法研究光交联动力学发现，纯AESO的光交联速率高于AESO与VDM或VDA的混合物。纯AESO聚合物通过更高的不溶物产率获得了更好的热性能和机械性能。在此，我们首次验证了采用直接激光写入光刻技术，纯AESO和AESO与VDM的混合物可用于3D微结构加工。获得的最小空间特征尺寸为1微米，吞吐量达到每秒6900个体素。这些植物源树脂通过多光子吸收和雪崩诱导交联实现超短脉冲激光聚合，且无需使用任何光引发剂。这将基于光的增材制造技术推向了纯可交联可再生材料的3D加工领域。
关键词： 聚合（2PP）、香草醛二甲基丙烯酸酯、光交联、直接激光写入、乙?；费醮蠖褂?、双光子、光学3D打印、纳米光刻、多光子加工、香草醛二丙烯酸酯
更新于2025-09-23 15:22:29
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独立式氧化石墨烯中红外偏振器
摘要： 中红外（MIR）波段因众多重要分子具有强烈的特征振动跃迁，是光谱学、传感、成像、安防及工业检测等应用的关键光谱区域。然而现有MIR兼容材料存在易碎、有毒且成本高昂等问题，制约了MIR器件的性能。本研究开发了基于透射率的通用克拉默斯-克勒尼希方法，测得氧化石墨烯在MIR波段的光学特性，揭示其作为新型MIR兼容材料的应用潜力。以该方法为例，我们采用低成本灵活的直接激光写入技术，制备出具有大消光比（约20 dB）和最高达25微米可控工作波长的独立式氧化石墨烯MIR偏振片。这种基于透射率的KK方法为获取欠发展MIR波段中新型原子级低维材料的光学特性提供了通用途径，为高性能功能型MIR器件开辟了新机遇。
关键词： 氧化石墨烯，直接激光写入，克拉默斯-克勒尼希方法，偏振片，中红外
更新于2025-09-23 15:21:01
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直接激光写入中用于轨迹评估的神经网络
摘要： 材料收缩是增材制造中常见的问题，会导致制件产生不必要的变形或残余应力，从而影响制造质量。尽管已知由此产生的变形和应力高度依赖于书写轨迹，但迄今为止尚未有选择合适轨迹的有效策略被报道。本文提出了一种在直接激光写入（一种基于光聚合且常受强烈收缩效应影响的增材制造方法）中实现该目标的方法。首先，我们介绍了一种测量不同直接激光写入线条收缩率的方法；随后建立了一个半经验数值模型来捕捉顺序聚合材料及其宏观效应之间的相互作用；最后，我们采用人工神经网络评估给定激光轨迹对制件质量的影响。该方法证明了利用人工神经网络评估3D打印轨迹质量的可行性，从而为降低材料收缩对3D打印制件影响提供了一条潜在途径。
关键词： 先进制造、残余应力、人工神经网络、直接激光写入
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过直接激光写入实现单层二硫化钼发光的柔性工程化，用于多模式光学记录
摘要： 直接激光写入技术已被证实能有效调控多种纳米材料的光学和电学特性。在本研究中，我们设计了一种柔性直接激光写入方法来调控单层二硫化钼的荧光特性，并展示了其在光学记录中的潜在应用。通过研究连续波激光写入过程中单层二硫化钼的荧光光谱演变，发现其荧光能量可通过改变写入时间实现精确调控。这一特性使得在单层极限材料中实现具有光谱对比度的多模式光学记录成为可能，为高容量数据存储技术提供了新途径?；谟獠ǔじ从梅桨?，我们在单层二硫化钼上构建了原理验证型多模式光学记录系统，并讨论了实际应用面临的相关挑战。这种无需掩模且具有高空间分辨率的柔性方法，在二维材料基信息存储与光电器件领域展现出广阔应用前景。
关键词： 直接激光写入、光致发光、单层二硫化钼、波分复用、光学记录
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光聚合光子线键合技术的数据传输速率接近1太比特/秒
摘要： 微电子技术通过引线键合解决了现代计算与通信中集成芯片（IC）封装不同功能元件的挑战。小型化是追求更快、更便携且成本更低（材料用量更少）解决方案所引导的趋势，引线键合技术也随之发展以适应芯片和印刷电路板日益复杂的3D架构。而使用光子而非电子能提供更快、更强大的计算与通信能力，这正是光纤通信快速发展的根本原因之一——其在约1000公里的长距离传输中尤其高效。微电子领域的数据传输也日益受益于光互连技术，但该技术在微型IC尺寸上存在扩展难题。光纤在长距离数据传输中取代铜线的总体趋势符合小型化发展方向，如今这一技术又在微观尺度实现新突破：光子引线键合解决了微电子引线键合的同类问题，但应用于芯片间互连的光通信领域。 最新研究展示了一项里程碑成果：采用光子引线键合技术，将硅光子发射器与1.5μm InGaAsP激光器共封装，在75公里信道上实现了约0.8Tbit/s的数据传输速率。该纪录速度的达成综合了多项突破：仅0.7dB的光学插入损耗；通过直接激光写入无缝实现单模光纤操作/滤波所需的引线锥度调控；最重要的是，光子引线键合解决了元件间严苛的光学对准要求，为自动化封装方案开辟可能?；诔墒旎ゲ菇鹗粞趸锇氲继寮际醯墓韫庾悠教?，现在可通过光子引线键合与其他平台的光源及非线性光学元件结合，从而实现混合光子芯片?？榛?。这体现了现代技术发展中复杂性与小型化并进的演进趋势——该原则正是过去数十年微电子领域确立的指导方针。
关键词： 光通信、直接激光写入、微型化、光子线键合、光互连
更新于2025-09-23 15:21:01
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轻柔洒水器
摘要： 尽管通过光学驱动的微转子已实现高转速，特别是在低粘度流体中或采用小尺寸转子以减小阻力时，但实际展示的扭矩效率通常远低于理论最大值。如今，意大利和匈牙利的Silvio Bianchi及其同事证明，通过在直接激光写入制造的3D结构中精确调控光路，光学微涡轮机能够更好地利用光的动量，高效产生均匀且可控的扭矩。
关键词： 轻量级洒水器、直接激光写入、扭矩效率、光学微涡轮机、微光学
更新于2025-09-23 15:21:01
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多功能磁光结构中单光子源的可控运动
摘要： 量子点（QD）耦合在纳米光子学中的各种潜在量子技术应用已得到广泛研究。由于微加工技术能够利用微型机器人工具实现精确可控的运动，也引起了大量研究关注。本工作将荧光量子点与磁性纳米颗粒（NPs）结合，构建多功能微型机器人结构，并通过外磁场演示三维空间中对耦合单光子源（SPS）的操控。采用低一光子吸收（LOPA）直接激光写入（DLW）技术，在由胶体CdSe/CdS量子点、四氧化三铁Fe3O4纳米颗粒和SU-8光刻胶组成的混合材料上，制备了包含单个量子点的二维和三维磁光器件。研究了两类无接触与接触式结构，以展示其磁响应与光辐射特性。器件中的耦合单光子源在外磁场驱动下，可在三维流体环境中执行不同运动。同时表征了器件中单量子点的光学特性。
关键词： 量子点、直接激光写入、单光子源、磁性纳米颗粒、磁光结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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二氧化碳激光石墨化提高碳化聚酰亚胺的导电性
摘要： 直接激光写入（DLW）是一种快速且经济高效的柔性基底（如聚酰亚胺PI）导电结构打印技术，其原理是将绝缘的PI转化为导电碳材料。但该方法获得的电导率（<103 S·m?1）仍需提升才能与碳基材料的喷墨打印技术竞争。DLW工艺电导率偏低的原因在于碳质结构的结晶度与键合杂化状态。本研究采用两步法实施DLW工艺：第一步通过脉冲CO?激光在PI上书写形成由非晶四面体碳（sp2与sp3杂化碳混合）构成的碳化轨迹，该结构本征电导率较低；第二步对预碳化轨迹进行激光重写，通过激光石墨化过程将sp3杂化键转化为sp2杂化键。实验表明，在0.1 kHz重复频率下，以(0.21±0.02) W功率和(3.31±0.32)×103 mJ·cm?2能量密度碳化的轨迹初始电导率为(56.1±3.1) S·m?1，经相同频率下(0.50±0.03) W功率与(7.88±0.47)×103 mJ·cm?2能量密度的激光重写后，电导率提升至(146.7±5.1) S·m?1。研究建立了碳化-石墨化过程的光热模型，通过拉曼光谱计算并验证了两个过程的阈值功率?；诙约す獠问氩牧献频纳钊肜斫馑迪值牡绲悸视呕?，为柔性生物传感器和电化学储能器件的大规模制造应用奠定了工艺基础。
关键词： 直接激光写入、碳化、石墨化、二氧化碳激光器、聚酰亚胺、导电性
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过直接激光写入实现红外玻璃陶瓷薄膜折射率的空间裁剪
摘要： 红外梯度折射率（GRIN）元件的开发依赖于对合适基质材料的折射率和色散特性进行高空间选择性和足够幅度调控的能力。我们提出一种诱导硫系光学材料局部折射率变化的新颖多步法：采用多组分GeSe2-As2Se3-PbSe（GAP-Se）玻璃陶瓷材料制备1至40微米厚薄膜，通过连续波与纳秒脉冲激光辐照并进行热处理后加工。在红外宽光谱范围内实现了Δn=0.088的最大局部折射率变化，通过富铅晶相的热致结晶作用达成折射率变化的空间控制。该折射率变化幅度随激光功率和曝光剂量呈比例变化，同时材料保持所需光学质量。本研究对厚膜（20-40微米薄膜）验证的材料性能，再次证实了我们将薄层GAP-Se薄膜成果拓展至新型光学设计的能力。
关键词： 直接激光写入，硫系玻璃，光热过程，梯度折射率
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于开源软件控制的低成本三维激光平台在聚合物微结构打印中的实现与评估
摘要： 开发了一种由开源软件控制的低成本3D光机电平台，其光学分辨率和机械分辨率分别为120微米和10微米，用于制作网格排列的微柱和微方形、微狭缝等衍射光学元件。该平台采用直接激光写入(DLW)和低一阶光子吸收(LOPA)作为制造方案及控制微米级结构开发的物理原理。使用市场上成本最低的激光器之一——中心波长532纳米、功率65毫瓦的激光笔，通过DLW工艺聚合SU8-2050光刻胶。打印过程采用数值孔径分别为0.13和0.25的5倍与10倍显微物镜进行。点扩散函数展示了焦平面附近的几何形变和场强分布（该区域符合德拜-沃尔夫近似），用于对比研究。此外还通过光线追迹模拟演示了光与SU8薄膜的相互作用，以及离焦条件如何对最终打印微图案尺寸产生关键影响。最后展示了两个光学衍射元件及其在夫琅禾费衍射区的衍射图样。
关键词： 低一光子吸收、微加工、直接激光写入、光学衍射
更新于2025-09-19 17:13:59