激光器已被廣泛應用于工業(yè)，例如在高性價比的制造系統(tǒng)中用作可靠的能源，進行標記、鉆孔、淬火和表面處理。目前的工業(yè)發(fā)展要求將設備的形體尺寸降低達到亞微米甚至納米級。作為一種無掩膜和非接觸工藝，激光納米加工具有設置靈活以及能夠在空氣、真空或液體環(huán)境中操作的獨特優(yōu)點，因此成為更廣泛應用的一種吸引力的加工或制造工具。
目前已經(jīng)開發(fā)一些新技術來加工功能性納米結構。工業(yè)應用的關鍵問題是在大規(guī)模生產(chǎn)中如何在短時間內(nèi)產(chǎn)生大面積的納米結構。本文介紹了潛在大規(guī)模生產(chǎn)的一些多功能激光納米加工方法，另外還簡要討論了滿足亞20 nm分辨率的激光納米加工進一步發(fā)展的前景。
微球體陣列輔助激光納米加工
激光納米加工的關鍵挑戰(zhàn)是如何將空氣中的紫外線或可見激光光束聚焦到亞100nm，從而克服光學衍射限制。我們的研究顯示，自排列或大面積旋轉涂抹形成的透明微球體陣列能夠將入射激光光束分離為成千上百萬的微小光束，還能用作透鏡，聚焦這些微小光束以開展表面納米制圖。
數(shù)十年來，激光器在開發(fā)和生產(chǎn)醫(yī)療設備方面一直是一種完善的工具。和在其它產(chǎn)業(yè)應用領域一樣，光纖激光器目前在醫(yī)療設備領域所占據(jù)的市場份額正顯著擴大。就微創(chuàng)外科和微型移植而言，大多數(shù)下一代產(chǎn)品在體積上變得更小，需要對極敏感材料做加工，而激光技術是滿足未來需求的理想解決方案。
焊接、切割、雕刻或打標工藝中，光纖激光器適用于其中絕大多數(shù)領域。開發(fā)和生產(chǎn)醫(yī)療設備時，存在三種不同類型的光纖激光器：連續(xù)波調(diào)制、脈沖/調(diào)Q以及主振蕩功率放大器(MOPA)配置。
精密激光焊接
激光可以對金屬、玻璃和聚合物實施高強度的、氦氣密封的焊接，而激光焊接接頭可以用于高溫消毒，從而無需第二次精整加工就可以呈現(xiàn)出無孔隙表面——這對于生物兼容部件來說甚為關鍵。優(yōu)異的激光束質量、較高的脈間穩(wěn)定性以及靈活的脈沖整形都是在生物兼容性合金上產(chǎn)生優(yōu)質接縫和點焊的前提條件。
多年來，人們使用閃光燈泵浦Nd:YAG 激光器能夠很好地滿足了這些需求。現(xiàn)今，光纖激光器開始進入某些特殊的應用。直到最近，脈沖峰值功率較低的光纖激光器在某些焊接應用中仍存在弊端;而連續(xù)波光纖激光器主要用于要求高產(chǎn)量、窄接縫、深熔焊的應用，以及由于冶金原因而需要連續(xù)波操作的應用。脈沖Nd:YAG激光器在要求低產(chǎn)量至中等產(chǎn)量(特別是對于人工焊接系統(tǒng))、光斑大小超過0.1毫米(從而連接更大的接縫)，或需要加工高反射材料(要求較高的峰值功率)的應用中，能發(fā)揮很好的作用。
