激光微納制造新方法和尺度極限基礎(chǔ)研究

1、項目名稱：激光微納制造新方法和尺度極限基礎(chǔ)研究首席科學家：姜瀾 北京理工大學起止年限：2011.11-2016.8依托部門：信息產(chǎn)業(yè)部一、研究內(nèi)容2.1 擬解決的關(guān)鍵科學問題重點是超高強度（ 1012W/cm2）、超短脈沖（10-11s）激光微納加工的功能原理：激光與材料相互作用的物理和化學效應(yīng)，質(zhì)量遷移和性能演變機制與規(guī)律，作用時間和空間的演化過程。描述超快激光納米加工過程中的量子效應(yīng)、尺度效應(yīng)。激光微納制造的功能原理和尺度極限及其應(yīng)用的共性基礎(chǔ)科學問題包括：科學問題1. 激光能量的吸收、轉(zhuǎn)換、傳遞與掌控機制其核心是如何建立超快激光與物質(zhì)相互作用的多尺度量子模型：a) 研究束能吸收機理，包括

2、電子加熱、帶間躍遷、光致電離（多光子電離、隧道電離）、碰撞電離等及其對加工過程的影響。 b) 研究材料的物理/化學變化，包括變化機制及質(zhì)量遷移，固態(tài)相變、熔化、蒸發(fā)、氣化、相爆炸、臨界點相分離、庫侖爆炸、靜電燒蝕、凝固、化合、分解、置換、復分解等；材料高精度去除、生長、成形、改性等的物理、化學過程及機理；電子、晶格、團簇的定域能量、傳遞、物質(zhì)輸運過程與機理。涉及光子-電子-聲子-等離子相互作用的基礎(chǔ)科學問題?？茖W問題2. 脈沖序列設(shè)計控制外層電子激發(fā)/電離過程由于飛秒激光脈沖寬度比許多物理/化學特征時間（如電子和晶格的熱平衡時間、甚至電子弛豫時間）更短，可以通過超快脈沖序列設(shè)計來控制/改變被加

3、工材料電子吸收激光光子的過程（選擇性激發(fā)/電離）。實現(xiàn)基于外層電子狀態(tài)控制而改變瞬時局部特性和相變過程的高質(zhì)量高精度高效率制造新方法?？茖W問題3.基于共振吸收的選擇性高效率制造新原理基于分子轉(zhuǎn)動、分子振動、電子激發(fā)、電子電離等多能帶/能級耦合的協(xié)調(diào)共振激發(fā)，形成新的制造原理，同時結(jié)合脈沖序列調(diào)節(jié)技術(shù)并利用電子顯微鏡、掃描探針顯微鏡和光鑷等實現(xiàn)單原子至微米跨尺度制造。通過共振吸收提高加工效率。利用OPA選擇單束激光脈沖的光子能量使之與電子躍遷的某一能級差相對應(yīng)，可實現(xiàn)共振吸收。這些嘗試涉及制造、光學、物理、材料等多學科的前沿科學問題。2.2主要研究內(nèi)容2.2.1激光制造的多維性特征及其與材料的相

4、互作用機理（1）激光吸收機理：光子-電子相互作用 引入量子力學理論，綜合考慮自由電子加熱、束縛電子激發(fā)、碰撞電離、光致電離（多光子電離、隧道電離）等多種激光吸收機理，研究不同吸收機理對被加工材料的電離過程以及瞬態(tài)熱力學和光學特性的影響，探索超快激光束能吸收過程對微納制造精度的影響。（2）激光誘導相變機理：電子-離子相互作用通過量子分子動力學和改進分子動力學模擬的方法，考慮熔化、相爆炸、臨界點相分離、氣化、庫侖爆炸、靜電燒蝕等多種相變機理，通過考察被加工材料熔化及碎裂的動態(tài)過程以及相應(yīng)瞬態(tài)熱力學特性的演化規(guī)律，揭示材料相變的微觀機理和初始等離子體團形成的規(guī)律。（3）超快激光微納制造的多尺度量子模

5、型基于激光吸收和相變模型，建立超快激光與材料相互作用的多尺度量子模型；應(yīng)用泵浦-探測實驗系統(tǒng)平臺，針對模型預測反射率等關(guān)鍵參數(shù)進行測量及調(diào)控。（4）制造新方法的理論基礎(chǔ)基于理論與實驗手段，研究超快激光脈沖序列設(shè)計調(diào)控電子狀態(tài)的微觀物理機制，揭示脈沖序列設(shè)計提高激光微納制造加工精度等的微觀機理，基于理論模型，研究不同特性的激光束多場能量耦合分布規(guī)律，及其與材料間的相互作用機制。2.2.2. 基于脈沖序列設(shè)計和外層電子狀態(tài)控制的激光制造在制造新方法方面，通過超快激光脈沖序列設(shè)計控制/改變/調(diào)節(jié)電子激發(fā)/電離過程等瞬時局部電子狀態(tài)，進而改變瞬時局部特性和相變過程的制造新方法。由于飛秒脈沖短于絕大多數(shù)

6、化學和物理反應(yīng)，比如電子和晶格的熱平衡時間，甚至電子弛豫時間，通過設(shè)計超快激光脈沖序列來控制被加工材料電子吸收激光光子的過程（選擇性激發(fā)/電離），以及材料瞬時局部特性，進而控制相變過程。主要研究內(nèi)容包括：（1）應(yīng)用本項目提出的多尺度量子模型，揭示飛秒脈沖序列中脈沖參數(shù)對瞬時局部電子狀態(tài)、瞬時局部材料特性、加工過程和加工結(jié)果的影響機理/規(guī)律，并優(yōu)化飛秒脈沖序列中脈沖參數(shù)設(shè)計。（2）利用脈沖整形器在時域中調(diào)制飛秒激光脈沖，使每個飛秒單脈沖變成時間間隔從飛秒到皮秒的多個次脈沖。通過調(diào)節(jié)超短次脈沖的幅度及延遲時間等控制瞬時局部電子激發(fā)/電離過程，進而控制相變過程，實現(xiàn)高質(zhì)量、高精度、高效率微納制造。（

7、3）應(yīng)用泵浦-探測技術(shù)直接檢測調(diào)制后的泵浦光與樣品發(fā)生作用產(chǎn)生的瞬態(tài)光學性質(zhì)變化，檢測對外層瞬時局部電子狀態(tài)調(diào)控的效果。2.2.3. 基于共振吸收的高效率高精度激光微納跨尺度制造（1）激光-材料的相互作用機制與共振吸收的機理研究理論研究不同特性激光束的多場能量耦合分布規(guī)律，及其共同作用下的新機制、效應(yīng)、規(guī)律，以及制造新原理。研究不同波長（近紅外到近紫外）與各級能帶的共振吸收機理與規(guī)律，選擇激光波長與所對應(yīng)的分子振動/電子激發(fā)/電離間形成共振吸收耦合機制。（2）基于共振吸收的高精度激光制造方法研究利用OPA選擇激光脈沖的光子能量使之與電子躍遷的能級差相對應(yīng)，實現(xiàn)共振吸收，提高加工效率。選擇脈沖序

8、列中的光子能量分別與電子躍遷路徑中的能級差匹配，實現(xiàn)共振吸收。（3）基于直寫、近場與光鑷的跨尺度激光制造方法研究以激光直寫技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合脈沖序列設(shè)計和共振吸收，實現(xiàn)對跨尺度結(jié)構(gòu)中微米級主體結(jié)構(gòu)的加工；以激光結(jié)合近場探針、納米粒子或微米級主體自身上的納米部分，形成局部近場，實現(xiàn)納米級結(jié)構(gòu)的加工；采用激光光鑷實現(xiàn)微米量級粒子的穩(wěn)定捕獲，捕獲后利用激光照射微米粒子自身產(chǎn)生的可移動近場輔助實現(xiàn)納米加工，或者粒子與微器件的集成。 2.2.4. 航空/新型能源關(guān)鍵結(jié)構(gòu)/器件激光制造及性能控制（1）燃氣輪機、單晶葉片等重大關(guān)鍵部件激光極限制孔的基礎(chǔ)研究燃氣輪機透平葉片孔的質(zhì)量問題非常關(guān)鍵，幾何要素方面要考

9、慮孔的圓度、角度、錐度、形狀以及入口直徑，金相方面要考慮重鑄層和氧化層等結(jié)構(gòu)組織。采用峰值功率極高的短脈沖激光對基體進行打孔，結(jié)合高速旋轉(zhuǎn)光束整形、惰性氣氛保護和高頻超聲創(chuàng)新技術(shù)吹輔助的惰性氣體，可使重鑄層極小化，消除裂紋。通過瞬態(tài)成像高速攝影技術(shù)觀測激光加工小孔的動態(tài)演化。（2）太陽能電池表面微納陷光結(jié)構(gòu)的激光制造利用飛秒激光經(jīng)過特殊的環(huán)境氛圍，對透明導電光學薄膜（TCO）進行表面改性，使其誘導出高透射率的微納周期結(jié)構(gòu)，重點解決絨面TCO薄膜的快速激光制作以及在疊層技術(shù)中引入梯度界面層和改變窗口層質(zhì)量等問題。建立一套高效、快速、穩(wěn)定制作微納結(jié)構(gòu)的飛秒激光制絨工藝，以導電薄膜為研究對象，進行飛

10、秒激光光誘導的工藝探索和多參數(shù)優(yōu)化；研究飛秒激光與復合薄膜材料的作用機理，使其能快速、方便地對膜層進行精確的刻蝕。2.2.5. 面向柔性IC典型結(jié)構(gòu)的激光微納制造基礎(chǔ)研究（1）超快激光與石墨烯氧化物相互作用的物理過程研究在獲得高質(zhì)量石墨烯氧化物的前提下，對超快激光還原細致物理過程進行分析，深入理解石墨烯氧化物的含氧基團脫除過程，及其對石墨烯質(zhì)量的影響；研究高質(zhì)量石墨烯氧化物的合成及其成膜條件，得到表面平整且膜厚可控的石墨烯氧化物膜；結(jié)合飛秒瞬態(tài)吸收等超快光譜技術(shù)，研究超快激光作用下含氧基團脫除的動力學過程，研究超快激光脫氧過程可能誘導的缺陷，缺陷的存在形式及其對導電性的影響。（2）超快激光調(diào)控

11、石墨烯氧化物特性研究和柔性金屬納米布線基礎(chǔ)研究研究不同氣氛下超快激光還原，比較對還原產(chǎn)物組分和帶隙特性的影響。研究超快激光還原石墨烯的能級和帶隙與FET關(guān)態(tài)電流和開關(guān)比的關(guān)系；針對金屬離子，研究采用超快激光光化學還原反應(yīng)制備金屬納米結(jié)構(gòu)的方法與條件，通過對金屬離子溶液光還原、介質(zhì)內(nèi)部超快激光三維還原等方法中的材料組成、激光參數(shù)等因素對所加工的結(jié)構(gòu)尺寸、精度的影響及機理研究，建立金屬納米結(jié)構(gòu)超快激光加工制備原理與方法，為三維金屬納米柔性布線提供關(guān)鍵技術(shù)。（3）超快激光制備石墨烯柔性光電子器件的研究基于所制備的石墨烯材料制備出柔性石墨烯FET: 超快激光加工還原實現(xiàn)高精度的石墨烯圖案化電極，調(diào)控超

12、快激光還原參數(shù)，提高電導率和降低載流子注入勢壘；基于上述研究結(jié)果，研制適于集成的獨立柵石墨烯FET，把該器件與OLED器件集成在一起，形成石墨烯FET驅(qū)動的顯示像素點，進一步探索多個像素點的集成互連工藝，實現(xiàn)石墨烯FET驅(qū)動的柔性有源矩陣OLED顯示。（4）面向柔性IC的石墨烯大面積激光誘導研究研究石墨烯在激光輻照下的結(jié)晶過程與長大方式，激光與石墨烯生長所需金屬基底的相互作用，研究石墨烯在激光輻照下的結(jié)構(gòu)演變，揭示激光輻照處理對薄膜透光性和導電性的影響，實現(xiàn)對其光電性能的控制。(5) 關(guān)于柔性IC納米薄膜結(jié)構(gòu)誘導沉積制造及性能調(diào)控研究研究微重力環(huán)境中極性/非極性粒子在交變電場誘導下粒子極化和遷

13、移運動特性，探索有機薄膜晶體管（OTFT）器件源/漏電極、有機有源層納米薄膜結(jié)構(gòu)、晶體形態(tài)等對載流子電荷注入、電荷傳輸性能的影響機理，研究異質(zhì)界面形貌對電荷場效應(yīng)轉(zhuǎn)移性能以及界面張力和粘性的影響規(guī)律，建立薄膜結(jié)構(gòu)參數(shù)、晶體形態(tài)參數(shù)、界面形貌參數(shù)等與OTFT器件機、電性能參數(shù)的關(guān)聯(lián)模型。二、預期目標3.1總體目標針對航空發(fā)動機、太陽能電池、IC等的核心構(gòu)件加工中的共性基礎(chǔ)問題，本項目研究激光微納制造的功能原理和尺度極限，提出一套高效率、高品質(zhì)、三維復雜結(jié)構(gòu)、選擇性激光制造的新方法并建立其多尺度量子模型。本項目提出通過超快脈沖序列設(shè)計來控制被加工材料電子吸收激光光子的過程進而控制相變過程，提高加工

14、精度、質(zhì)量和效率。提出利用光參量放大器（OPA）改變波長并結(jié)合多激光技術(shù)實現(xiàn)共振吸收，提高加工效率，實現(xiàn)選擇性加工。理論方面，將建立超快激光與材料相互作用的多尺度量子模型，揭示激光能量吸收/傳導機理、材料瞬時性質(zhì)變化及其相變機制、成形成性規(guī)律。制備航空發(fā)動機曲面渦輪葉片微孔結(jié)構(gòu)，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，向航空、新型能源器件激光制造的實用化邁出比較關(guān)鍵的一步，對柔性石墨烯IC的發(fā)展進行深入的前瞻性探索。推動我國先進制造技術(shù)發(fā)展，支撐國民經(jīng)濟與國家安全。3.2 五年預期目標（1）制造新模型方面，建立超快激光與材料相互作用的多尺度量子模型，研究激光制造的功能原理，揭示和掌控激光能量吸收/傳導機理、

15、材料瞬時性質(zhì)變化及其相變機制、成形成性規(guī)律。 （2）制造新方法方面，實現(xiàn)一套高品質(zhì)、高精度、高效率、三維復雜結(jié)構(gòu)、選擇性激光制造的新方法，為激光微納制造的實用化邁出比較關(guān)鍵的一步。（i）通過超快激光脈沖序列設(shè)計結(jié)合多光子效應(yīng)控制電子激發(fā)/電離過程，進而實現(xiàn)基于外層電子狀態(tài)控制改變瞬時局部特性和相變過程的制造新方法。（ii）通過共振吸收和外層電子激發(fā)/電離控制，使加工效率提高十倍以上，實現(xiàn)基于激光共振吸收的高效率選擇性制造新方法。（3）制造應(yīng)用方面，（i）實現(xiàn)在鈦合金或鎳鈷基高溫合金材料表面的高精度、高品質(zhì)、高效率的激光精密鉆孔，力爭滿足航空發(fā)動機渦輪葉片工作要求：孔徑100-700m，重鑄層5

16、m，無裂紋。（ii）展示以場效應(yīng)晶體管（FET）像素驅(qū)動電路為代表的原理性柔性IC的激光還原；實現(xiàn)三維金屬納米布線的線寬小于100nm，加工精度20nm；柔性石墨烯布線線寬小于50nm，加工精度20nm；初步實現(xiàn)柔性驅(qū)動下的有源矩陣OLED顯示單元。實現(xiàn)超短脈沖激光輔助的石墨烯大面積高質(zhì)量薄膜的合成。獲得面向高性能、可靠電子應(yīng)用的石墨烯薄膜。（4）論文專著與專利方面：發(fā)表SCI源刊物80-160篇，其中4-7篇有重要國際影響，申報專利15-30項。（5）人才培養(yǎng)方面：建立激光微納制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新基地，培養(yǎng)一批中青年學術(shù)帶頭人，使我國在該領(lǐng)域總體居于世界前列，部分方向處于引領(lǐng)位置。三

17、、研究方案4.1 學術(shù)思路圖1 項目整體學術(shù)思路4.2 技術(shù)途徑4.2.1 激光制造的多維性特征及其與材料的相互作用機理超快激光與材料相互作用過程是一個從納米到毫米、從飛秒到微秒的超快、非線性、非平衡態(tài)的多尺度過程，是理解功能原理的基石。（1）激光吸收機理：光子-電子相互作用考慮多種束能吸收機理，研究超快激光光束吸收過程及其對被加工材料外層電子狀態(tài)的影響。本項目采用Fokker-Planck等式計算電子激發(fā)/電離過程、改進Drude Model預測材料瞬態(tài)光學/熱力學特性、玻耳茲曼輸運方程計算電子導電率和電子弛豫時間。（2）激光誘導相變機理：電子-離子相互作用考慮多種材料相變機理，研究超快激光

18、誘導相變過程及其對材料成形規(guī)律的影響。本項目采用等離子量子模型計算激光吸收、量子分子動力學計算電子狀態(tài)改變、改進分子動力學模擬材料相變機理、改進雙溫模型計算電子-晶格熱平衡過程、改進Drude Model預測材料瞬態(tài)光學/熱力學特性。（3）超快激光微納制造的多尺度量子模型基于激光吸收和相變模型，建立超快激光與材料相互作用的多尺度量子模型。應(yīng)用泵浦-探測實驗系統(tǒng)平臺，針對模型預測反射率等關(guān)鍵參數(shù)進行測量及調(diào)控。（4）制造新方法的理論基礎(chǔ)基于多尺度量子模型預測與實驗手段，研究超快激光脈沖序列設(shè)計調(diào)控電子激發(fā)/電離、以及材料瞬時局部特性、進而控制相變過程的微觀物理機制，揭示脈沖序列設(shè)計提高激光微納制

19、造加工精度等的微觀機理；基于理論模型，研究不同特性的激光束能量耦合分布規(guī)律，及其與材料間的相互作用機制。4.2.2 基于脈沖序列設(shè)計和外層電子狀態(tài)控制的激光制造（1）應(yīng)用本項目提出的多尺度量子模型，研究飛秒脈沖序列中脈沖參數(shù)（數(shù)目、延遲、能量分布、波長等）對下列對象的影響機理/規(guī)律：i)瞬時（飛秒到皮秒）局部（納米到微米）電子狀態(tài)，ii)瞬時（飛秒到納秒）局部（納米到微米）材料特性（光學、熱力學等）；iii)加工過程(相變等); iv)加工結(jié)果（質(zhì)量、精度、效率）；從而理論上優(yōu)化飛秒脈沖序列中脈沖參數(shù)設(shè)計，并以實驗驗證預測。（2）通過飛秒脈沖序列的設(shè)計和產(chǎn)生控制材料外層電子激發(fā)/電離過程，實現(xiàn)

20、高效率高精度納米結(jié)構(gòu)制造。本課題擬采用飛秒脈沖整形器設(shè)計和產(chǎn)生的飛秒脈沖序列，控制被加工材料的電子激發(fā)/電離及材料相變過程。利用飛秒脈沖序列代替飛秒激光單脈沖，通過控制飛秒脈沖整形器中的空間光調(diào)制器控制激光光譜的振幅和相位分布，研究超短次脈沖的數(shù)量、能量、強度分布、延遲時間以及波長對電子激發(fā)/電離過程的影響，進而控制飛秒脈沖序列產(chǎn)生的破壞區(qū)域尺寸，找出形成最佳破壞區(qū)域所需的特定的電離過程和電子狀態(tài)規(guī)律，進而提高飛秒激光的加工精度/質(zhì)量/效率。（3）飛秒脈沖序列與材料相互作用中材料特性的瞬時局部變化規(guī)律及其控制應(yīng)用泵浦-探測實驗檢測飛秒激光脈沖序列加工過程中的瞬時局部特性。泵浦探測技術(shù)根據(jù)探測方

21、式的不同可分為透射/反射泵浦探測實驗和Raman光譜技術(shù)。透射/反射泵浦探測是一種基本的用于探測光致吸收或反射變化的泵浦探測技術(shù)。時間分辨的Raman光譜技術(shù)是利用泵浦光引起的Raman散射信號的改變，利用與泵浦光有相對延遲的探測光來記錄這一信號的改變。采用泵浦探測技術(shù)可以直接檢測調(diào)制后的泵浦光與樣品發(fā)生作用后產(chǎn)生瞬態(tài)的光學性質(zhì)，檢測外層電子狀態(tài)調(diào)控的影響和效果。4.2.3 基于共振吸收的高效率高精度激光微納跨尺度制造（1）激光-材料的相互作用機制與共振吸收的機理研究任何物質(zhì)都具有一定的吸收譜，吸收譜中的吸收線最大處對應(yīng)的波長稱為中心波長，用0表示，其值由原子能級或固體物質(zhì)的能帶結(jié)構(gòu)決定。為研

22、究不同波長與各級能帶的共振吸收規(guī)律，本項目將采用測量材料的吸收系數(shù)、反射系數(shù)，計算材料的介電常數(shù)等方法，重點研究近紅外到近紫外波長范圍內(nèi)，光子能量與材料的分子振動/電子激發(fā)/電離間共振吸收耦合機制，期待發(fā)現(xiàn)的特殊/新的機制/效應(yīng)應(yīng)用于制造方法。（2）基于共振吸收的高精度高效率激光制造本項目中的共振吸收加工方法是利用OPA將激光的光子能量調(diào)至吸收峰值附近，對材料進行加工。在共振吸收條件下，材料對激光的吸收效率可以提高幾十甚至幾百倍，因此能夠極大的提高加工效率。除基態(tài)激發(fā)外，其它能量狀態(tài)也可以產(chǎn)生共振吸收。（3）基于直寫、近場與光鑷的跨尺度激光制造以飛秒激光直寫方式為基礎(chǔ)，采用OPA和飛秒脈沖整形

23、器對飛秒激光的波長和相鄰次脈沖間的延遲時間進行調(diào)制，以實現(xiàn)微米級主體結(jié)構(gòu)的加工。用光鑷實現(xiàn)對微米級粒子的穩(wěn)定捕獲，利用微米粒子本身產(chǎn)生的近場完成大面積多種形狀的納米圖案，也可用光鑷實現(xiàn)微粒定位組裝。4.2.4航空/新型能源關(guān)鍵結(jié)構(gòu)/器件激光制造及性能控制（1）在燃氣輪機、單晶葉片等重大關(guān)鍵部件激光極限制孔的基礎(chǔ)研究理論研究短脈沖激光精密制孔工程重鑄層和微裂紋形成機理，探索激光制孔過程熱效應(yīng)極限抑制新原理和方法，提出激光與高速動態(tài)旋轉(zhuǎn)光束整形、振動超聲復合技術(shù)，系統(tǒng)開展高速光束光學部件選型、移動平臺控制、軟件集成、制孔路徑優(yōu)化、無重鑄層工藝實現(xiàn)等技術(shù)研究。結(jié)合超聲振動、同軸吹氣和集塵等最大限度控

24、制氧化層和重鑄層的厚度，消除微裂紋，實現(xiàn)燃氣輪機葉片無重鑄、無微裂紋的高效精密鉆孔。（2）太陽能電池表面微納陷光結(jié)構(gòu)的激光制造首先以硅基和普通玻璃為基體進行半導體薄膜的磁控濺射，繼而測試薄膜的基本性能，然后在一定環(huán)境下，調(diào)試合適參數(shù)，對薄膜材料進行飛秒激光輻照，最后對材料進行性能測試，找到最優(yōu)參數(shù)。研究將快速掃描技術(shù)、多光子吸收技術(shù)和非線性加工技術(shù)高度集成，輔助外界加工條件等建立一套飛秒激光誘導、燒蝕多功能融合制造系統(tǒng)，可以重復有效實現(xiàn)薄膜納米結(jié)構(gòu)的制作。在理論上，分析薄膜材料表面的光學吸收特性以及損傷機理，在此基礎(chǔ)上建立起表面光學吸收與損傷的理論模型；分析飛秒激光與薄膜相互作用的超快過程，研

25、究其成形機理，并建立其誘導納米結(jié)構(gòu)與燒蝕損傷的聯(lián)系。在材料上，選用透明玻璃為基體控制TCO薄膜的組織成分、厚度、光學性能等參數(shù)。在實驗上，核心工作為絨面機構(gòu)的誘導加工，通過相同條件下的表面納米結(jié)構(gòu)與不同激光參數(shù)的加工進行對比研究，探討邊界條件、功率密度（能量、聚焦特性）、光束質(zhì)量（波長、偏振態(tài)、脈沖數(shù)、重復頻率）等對誘導質(zhì)量的影響。4.2.5面向柔性IC典型結(jié)構(gòu)的激光制造基礎(chǔ)研究（1）關(guān)于面向柔性IC的石墨烯制備、調(diào)控與器件研究飛秒激光還原圖案化石墨烯及其特性剪裁：探索利用改良的Hummers獲得氧化程度小、水溶液分散性好的石墨烯氧化物樣品；將合成的石墨烯氧化物旋涂成膜，采用飛秒激光直寫的辦法

26、對石墨烯氧化物膜進行還原并進行定位還原和圖案化設(shè)計。選擇合適的條件對石墨烯氧化物進行還原，選擇不同的還原氣氛進行加工；通過調(diào)變激光功率、激光作用時間細致調(diào)變還原程度，找出石墨烯中氧含量與其帶隙的相對關(guān)系，進而對其帶隙進行細致的調(diào)控，以滿足器件制備的需求。（2）關(guān)于面向柔性IC的石墨烯大面積激光誘導研究在微觀尺度研究石墨烯在激光輻照下的結(jié)晶過程、長大方向，以實現(xiàn)對石墨烯晶疇形狀、尺寸的控制；研究激光與石墨烯生長所需金屬基底的相互作用，包括對金屬表面晶面取向、臺階邊緣尺度/分布等因素的影響，建立石墨烯形核層數(shù)與臺階的關(guān)聯(lián)，以實現(xiàn)對石墨烯層數(shù)的控制；跟蹤石墨烯在激光輻照下的結(jié)構(gòu)演變，建立熱力學模型分

27、析演變規(guī)律；揭示激光輻照處理對薄膜透光性和導電性的影響，實現(xiàn)對其光電性能的控制。（3） 關(guān)于柔性IC納米薄膜結(jié)構(gòu)誘導沉積制造及性能調(diào)控研究研究微重力環(huán)境中極性/非極性粒子在交變電場誘導下粒子極化和遷移運動特性，提出極化粒子形態(tài)（形狀與粒子取向）、運動、以及在約束空間分布的描述方法，建立微重力環(huán)境下極化粒子定向遷移的動力學模型。探索有機薄膜晶體管（OTFT）器件源/漏電極、有機有源層納米薄膜結(jié)構(gòu)、晶體形態(tài)等對載流子電荷注入、電荷傳輸性能的影響機理，研究異質(zhì)界面形貌對電荷場效應(yīng)轉(zhuǎn)移性能以及界面張力和粘性的影響規(guī)律，建立薄膜結(jié)構(gòu)參數(shù)、晶體形態(tài)參數(shù)、界面形貌參數(shù)等與OTFT器件機、電性能參數(shù)的關(guān)聯(lián)模型

28、。4.3 創(chuàng)新和特色 （1）探索通過超快激光脈沖序列設(shè)計的基于外層電子狀態(tài)調(diào)控的制造新方法。由于飛秒激光脈沖寬度比許多物理/化學特征時間（如電子和晶格的熱平衡時間）更短，這使得在加工中控制外層電子的激發(fā)/電離等過程成為可能。我們提出通過設(shè)計超快激光脈沖序列來控制被加工材料電子吸收激光光子的過程（選擇性激發(fā)/電離），進而控制瞬時局部特性和相變過程。（2）當激光光子能量（或多光子效應(yīng)下的等效光子能量）與被加工材料的電子躍遷能級差相近甚至相同時，會產(chǎn)生共振吸收，吸收效率將比非共振時高出數(shù)十到數(shù)百倍。提出利用OPA設(shè)備選擇激光光子能量并結(jié)合激光脈沖序列設(shè)計實現(xiàn)共振吸收，提高加工效率。（3）建立超快激光

29、與物質(zhì)相互作用的多尺度量子模型。（4）利用飛秒激光對光滑TCO透明導電膜微納制造并賦予高效率陷光功能，建立飛秒激光TCO絨面結(jié)構(gòu)的制作工藝，揭示TCO薄膜絨面成型過程的本質(zhì)，大大提高入射光線在絨面上的多次反射，有效提高太陽能電池的性能。（5）提出超快激光還原石墨烯方法，在超快激光脈沖的照射下，氧化石墨烯可以還原為石墨烯，并呈現(xiàn)出較好的導電性。4.4 課題設(shè)置思路圖2 課題設(shè)置思路及相互關(guān)系4.5 課題目標與內(nèi)容課題1：激光制造的多維性特征及其與材料的相互作用機理研究目標：建立超快激光與材料相互作用的多尺度量子模型，揭示和掌控激光能量吸收/傳導機理、材料瞬時性質(zhì)變化及其相變機制、成形成性規(guī)律，為

30、超快激光微納制造提供理論基礎(chǔ)。研究內(nèi)容：（1）激光吸收機理：研究多種吸收機理對被加工材料電離過程以及瞬態(tài)特性的影響，探索超快激光束能吸收過程對微納制造精度的影響。（2）激光誘導相變機理：研究加工材料熔化及碎裂的動態(tài)過程以及相應(yīng)瞬態(tài)熱力學特性的演化規(guī)律，揭示材料相變的微觀機理。（3）超快激光微納制造的多尺度量子模型：基于激光吸收和相變模型，建立超快激光與材料相互作用的多尺度量子模型；基于實驗驗證模型成果，并實現(xiàn)光學特性等的檢測與調(diào)控。（4）制造新方法的理論基礎(chǔ)：研究超快激光脈沖序列設(shè)計調(diào)控電子狀態(tài)的微觀物理機制，研究不同特性的激光束多場能量耦合分布規(guī)律，及其與材料間的相互作用機制。經(jīng)費比例：5%

31、承擔單位： 北京理工大學、吉林大學課題負責人：曲良體學術(shù)骨干：蔡海龍、李欣、何麗橋、曹穎課題2：基于脈沖序列設(shè)計和外層電子狀態(tài)控制的激光制造研究目標：采用飛秒脈沖整形器產(chǎn)生所需的飛秒脈沖序列，通過調(diào)節(jié)每個脈沖序列中單個小脈沖的幅度和相鄰脈沖的延遲時間等參數(shù)，瞬時局部控制電子激發(fā)/電離等電子狀態(tài)及相應(yīng)材料相變過程，提高加工精度、質(zhì)量和效率。研究內(nèi)容：（1）應(yīng)用本項目提出的多尺度量子模型，揭示飛秒脈沖序列中脈沖參數(shù)對瞬時局部電子狀態(tài)、瞬時局部材料特性、加工過程和加工結(jié)果的影響機理/規(guī)律，并優(yōu)化飛秒脈沖序列中脈沖參數(shù)設(shè)計。（2）利用脈沖整形器在時域中調(diào)制飛秒激光脈沖，使每個飛秒單脈沖變成時間間隔從飛

32、秒到皮秒的多個次脈沖，利用這種飛秒脈沖序列代替飛秒激光單脈沖進行加工。通過調(diào)節(jié)超短次脈沖的幅度及延遲時間等控制瞬時局部電子激發(fā)/電離過程，進而控制相變過程，實現(xiàn)高質(zhì)量、高精度、高效率微納制造。（3）應(yīng)用泵浦-探測技術(shù)直接檢測調(diào)制后的泵浦光與樣品發(fā)生作用產(chǎn)生的瞬態(tài)光學性質(zhì)變化，檢測對外層瞬時局部電子狀態(tài)調(diào)控的效果。經(jīng)費比例：37%承擔單位：北京理工大學、華中科技大學課題負責人： 姜瀾學術(shù)骨干：朵英賢、陸永楓、陳強華、王素梅、張海濤、陳林課題3：基于共振吸收的高效率高精度激光微納跨尺度制造研究目標：通過OPA選擇光子能量并結(jié)合脈沖序列設(shè)計或多激光實現(xiàn)共振吸收，提高加工效率十倍以上。研究內(nèi)容：利用O

33、PA選擇單束激光脈沖的光子能量使之與電子躍遷的某一能級差相對應(yīng)，可以實現(xiàn)共振吸收。（1）飛秒脈沖序列設(shè)計，將OPA產(chǎn)生的飛秒脈沖激光分成多束，選擇各束光的光子能量使之對應(yīng)電子連續(xù)躍遷路徑中的能級差，可以實現(xiàn)共振吸收。（2）多激光，選擇各激光光子能量分別對應(yīng)電子連續(xù)躍遷路徑中的能級差，實現(xiàn)共振吸收，該方法提高加工效率十倍以上。除實現(xiàn)共振吸收外，本項目還將集成多項激光加工技術(shù)實現(xiàn)跨尺度制造：采用激光直寫加工實現(xiàn)微米尺度制造；采用激光光鑷實現(xiàn)微米粒子的穩(wěn)定捕獲，捕獲后利用激光照射微米粒子自身產(chǎn)生的近場實現(xiàn)加工或集成。經(jīng)費比例：21%承擔單位： 中南大學、華中科技大學課題負責人：段吉安學術(shù)骨干： 陶少

34、華、胡友旺、陶波、周劍英、孫小燕課題4：航空/新型能源關(guān)鍵結(jié)構(gòu)/器件激光制造及性能控制研究目標：運用基于電子狀態(tài)控制、共振吸收的高效率高精度激光微納制造新方法，將激光微納制造融合動態(tài)光束整形和高頻超聲等技術(shù)實現(xiàn)航空和新型能源關(guān)鍵結(jié)構(gòu)精密制造。研究內(nèi)容：針對航空發(fā)動機、太陽能電池中的激光微納制造共性需求，研究其超快激光高品質(zhì)、高可控性的加工方法及工藝：研究飛秒激光脈沖序列的參數(shù)，如波長、脈寬、間隔、脈沖形狀、能量、偏振方式、橫模模式等對材料加工的影響；研究共振吸收對加工效率的影響；研究飛秒激光脈沖序列加工與加工過程控制的協(xié)同機制；研究激光微納制造融合動態(tài)光束整形和高頻超聲等技術(shù)，技術(shù)上實現(xiàn)單步加

35、工材料移除率的嚴格控制，最大程度減少加工殘留物、降低重鑄層厚度等。通過理論和實驗研究，得出一套滿足要求的微結(jié)構(gòu)的超快激光微納加工方法及工藝，實現(xiàn)：（1）航空發(fā)動機渦輪葉片群孔的高質(zhì)量加工；（2）具有高效、快速、穩(wěn)定制作納米結(jié)構(gòu)的飛秒激光制絨系統(tǒng)，以導電薄膜為研究對像，進行飛秒激光光誘導的工藝探索和多參數(shù)的優(yōu)化，建立飛秒激光與薄膜作用時的光致消融模型。經(jīng)費比例：16%承擔單位： 清華大學、江蘇大學課題負責人： 周明學術(shù)骨干：劉鵬霄、任乃飛、李保家、馬明星、袁潤、馮巨震課題5：面向柔性IC典型結(jié)構(gòu)的激光微納制造基礎(chǔ)研究研究目標：實現(xiàn)石墨烯大面積高質(zhì)量薄膜的合成；實現(xiàn)三維金屬納米布線；展示以FET像

36、素驅(qū)動電路為代表的原理性柔性IC；初步實現(xiàn)柔性驅(qū)動下的有源矩陣OLED顯示單元。研究內(nèi)容：（1）超快激光與石墨烯氧化物相互作用的物理過程研究：對超快激光還原細致物理過程進行分析，深入理解石墨烯氧化物的含氧基團脫除過程，及其對石墨烯質(zhì)量的影響；研究高質(zhì)量石墨烯氧化物的合成及其成膜條件。（2）超快激光調(diào)控石墨烯氧化物特性研究和柔性金屬納米布線基礎(chǔ)研究：研究不同氣氛下超快激光還原，比較對還原產(chǎn)物組分和帶隙特性的影響。研究超快激光還原石墨烯的能級和帶隙與FET關(guān)態(tài)電流和開關(guān)比的關(guān)系；針對金屬離子，研究采用超快激光光化學還原反應(yīng)制備金屬納米結(jié)構(gòu)的方法與條件，建立金屬納米結(jié)構(gòu)超快激光加工制備原理與方法。（

37、3）超快激光制備石墨烯柔性光電子器件的研究：基于所制備的石墨烯材料制備出柔性石墨烯FET；研制適于集成的獨立柵石墨烯FET，把該器件與OLED器件集成在一起，形成石墨烯FET驅(qū)動的顯示像素點，進一步探索多個像素點的集成互連工藝，實現(xiàn)石墨烯FET驅(qū)動的柔性有源矩陣OLED顯示。（4）面向柔性IC的石墨烯大面積激光誘導研究：研究石墨烯在激光輻照下的結(jié)晶過程與長大方式，激光與石墨烯生長所需金屬基底的相互作用，研究石墨烯在激光輻照下的結(jié)構(gòu)演變，實現(xiàn)對其光電性能的控制。（5）關(guān)于柔性IC納米薄膜結(jié)構(gòu)誘導沉積制造及性能調(diào)控研究：研究微重力環(huán)境中極性/非極性粒子在交變電場誘導下粒子極化和遷移運動特性，探索有

38、機薄膜晶體管（OTFT）器件源/漏電極、有機有源層納米薄膜結(jié)構(gòu)、晶體形態(tài)等對載流子電荷注入、電荷傳輸性能的影響機理，研究異質(zhì)界面形貌對電荷場效應(yīng)轉(zhuǎn)移性能以及界面張力和粘性的影響規(guī)律。經(jīng)費比例：21%承擔單位：清華大學、吉林大學課題負責人：鐘敏霖學術(shù)骨干：李琳、朱宏偉、陳岐岱、白炳蓮四、年度計劃研究內(nèi)容預期目標第一年（1）研究超快激光束能吸收機理，包括自由電子加熱、束縛電子激發(fā)、碰撞電離、光致電離（多光子電離、隧道電離）等，及其對微納制造過程的影響；（2）研究激光吸收過程中的材料瞬時局部特性變化，包括熱力學和光學特性等，探索超快激光束能吸收過程對微納制造精度的影響；（3）搭建飛秒脈沖序列微納制造

39、系統(tǒng)；（4）應(yīng)用項目組所提出的理論模型研究不同飛秒激光脈沖序列輻照下瞬時局部電子狀態(tài)的變化；（5）實驗驗證飛秒脈沖序列對瞬時局部電子狀態(tài)的可控性；（6）實驗研究飛秒脈沖序列對瞬時局部特性及相變機理的影響；（7）分析不同類材料吸收光譜特性；（8）測量某些特定材料的吸收光譜；（9）研究吸收光譜細微結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生機制；（10）搭建共振吸收加工及成像系統(tǒng)；（11）設(shè)計并初步搭建激光微納制孔制絨實驗系統(tǒng)；（12）初步研究超快激光與石墨烯氧化物相互作用的物理過程;（13）初步研究超快激光調(diào)控石墨烯氧化物特性。（1）初步揭示典型微納加工條件下（1013 -1015 W/cm2），典型材料（石英等）對超快激光束的

40、吸收機理；（2）初步揭示飛秒激光典型微納加工條件下，典型材料的瞬時局部特性變化規(guī)律，包括熱力學和光學特性等；（3）初步搭建成飛秒脈沖序列微納制造系統(tǒng)；（4）理論預測不同飛秒激光脈沖序列輻照下瞬時局部電子狀態(tài)的改變規(guī)律；（5）理論證明飛秒脈沖序列對瞬時局部電子狀態(tài)的可控性；（6）初步實驗驗證飛秒脈沖序列對瞬時局部電子狀態(tài)的可控性；（7）初步揭示飛秒脈沖序列對瞬時局部特性和相變機理的影響；（8）確定待共振吸收加工研究材料的范圍；（9）獲得材料電子躍遷的能級差與OPA輸出激光的光子能量對應(yīng)關(guān)系；（10）初步搭建共振吸收加工及成像系統(tǒng)；（11）掌握激光精密制孔制絨國內(nèi)外發(fā)展狀況和技術(shù)瓶頸，確定研究方案

41、和技術(shù)路線，準備基礎(chǔ)實驗研究；（12）初步形成激光微納制孔制絨實驗系統(tǒng)；（13）初步獲得高質(zhì)量表面平整且膜厚可控的石墨烯氧化物膜；（14）初步理解超快激光作用下含氧基團脫除的動力學過程。第二年（1）深入研究超快激光束能吸收機理；（2）深入研究激光吸收過程中的材料瞬時局部特性變化；（3）研究超快激光誘導相變機理，包括熔化、相爆炸、臨界點相分離、氣化、庫侖爆炸、靜電燒蝕等，及其對微納制造過程的影響；（4）研究被加工材料熔化及碎裂的動態(tài)過程以及相應(yīng)瞬態(tài)熱力學特性的演化規(guī)律，揭示材料相變的微觀機理和初始等離子體團形成的規(guī)律； （5）完善飛秒脈沖序列微納制造系統(tǒng)；（6）初步搭建泵浦-探測實驗系統(tǒng)平臺；（

42、7）應(yīng)用項目組所提出的理論模型預測不同飛秒激光脈沖序列輻照下材料瞬時局部特性的變化；（8）實驗研究飛秒激光脈沖序列中脈沖的數(shù)量對瞬時局部電子狀態(tài)和加工過程的影響；（9）實驗研究飛秒激光脈沖序列中脈沖延遲時間對瞬時局部電子狀態(tài)和加工過程的影響；（10）完善、改進共振吸收加工系統(tǒng)；（11）進一步研究吸收光譜細微結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生機制；（12）理論研究不同特性的激光束多場能量耦合分布規(guī)律；（13）理論研究不同特性的激光束與材料間的相互作用機制；（14）初步開展共振吸收實驗研究；（15）初步研究激光精密制孔中重鑄層和微裂紋形成物理機理，半導體材料表面制絨理論，初步探索制孔過程熱效應(yīng)極限抑制原理和方法；（16）

43、進一步完善激光微納制孔制絨實驗系統(tǒng)，初步進行制絨實驗；（17）初步搭建激光制孔實驗系統(tǒng)平臺，初步進行葉片制孔實驗；（18）進一步研究超快激光與石墨烯氧化物相互作用的物理過程；（19）進一步研究超快激光調(diào)控石墨烯氧化物特性；（20）初步研究石墨烯在激光輻照下的結(jié)晶過程、長大機制。（1）進一步揭示典型微納加工條件下，典型材料對超快激光束的吸收機理，澄清一些前期光吸收機理爭議；（2）進一步揭示飛秒激光典型微納加工條件下，典型材料的瞬時局部特性變化規(guī)律；（3）初步揭示飛秒激光典型微納加工條件下，典型材料的相變規(guī)律；（4）完善飛秒脈沖序列微納制造系統(tǒng)；（5）初步搭建泵浦-探測實驗系統(tǒng)平臺；（6）理論預測

44、飛秒激光脈沖序列對材料瞬時局部特性改變的規(guī)律，設(shè)計相應(yīng)脈沖序列參數(shù)；（7）實驗揭示飛秒脈沖序列中脈沖的數(shù)量對加工過程(相變等)及其結(jié)果（質(zhì)量、精度、效率）的影響機理；（8）實驗揭示飛秒脈沖序列中脈沖的延遲時間對加工過程(相變等)及其結(jié)果（質(zhì)量、精度、效率）的影響機理；（9）完善、改進共振吸收加工系統(tǒng)；（10）獲得材料電子躍遷的能級差與OPA輸出激光的光子能量對應(yīng)關(guān)系；（11）理論揭示多激光能量場之間的耦合規(guī)律；（12）理論闡明多激光能量場與材料的相互作用機理；（13）初步實驗驗證共振吸收制造的可行性；（14）初步揭示制孔過程中重鑄層和微裂紋形成機理，半導體材料表面制絨理論，初步發(fā)展其對應(yīng)抑制原

45、理和方法；（15）初步形成激光渦輪葉片制孔實驗平臺，初步完成激光燃氣輪機渦輪葉片精密制孔和電池材料表面制絨實驗；（16）進一步獲得高質(zhì)量石墨烯氧化物膜；（17）超快激光還原石墨烯氧化物獲得可控石墨烯，初步實現(xiàn)石墨烯帶隙的高度可控；（18）初步實現(xiàn)對石墨烯晶疇形狀、尺寸的控制。第三年（1）繼續(xù)研究超快激光束能吸收機理；（2）深入研究激光吸收過程中的材料瞬時局部特性變化；（3）繼續(xù)研究激光誘導相變機理；（4）在吸收和相變機理研究的基礎(chǔ)上，建立飛秒激光與材料相互作用的多尺度量子模型，并實現(xiàn)其程序軟件；（5）應(yīng)用泵浦-探測實驗系統(tǒng)平臺，針對模型預測反射率等關(guān)鍵參數(shù)進行測量及調(diào)控；（6）根據(jù)前期理論實驗

46、研究、優(yōu)化設(shè)計結(jié)果和深入檢測需要，進一步完善、調(diào)整飛秒脈沖序列微納制造系統(tǒng)；（7）完善泵浦-探測實驗系統(tǒng)平臺；（8）應(yīng)用項目組所提出的理論模型研究不同飛秒激光脈沖序列輻照下加工質(zhì)量、精度、效率等變化；（9）實驗研究飛秒激光脈沖序列中脈沖的能量分布對瞬時局部電子狀態(tài)和加工過程的影響；（10）結(jié)合理論與實驗，優(yōu)化設(shè)計飛秒激光脈沖序列微納制造；（11）初步研究將飛秒脈沖序列應(yīng)用于精密微孔制造的工藝過程及飛秒脈沖序列各參量對微孔制造加工過程的影響；（12）根據(jù)前期理論實驗研究、優(yōu)化設(shè)計結(jié)果和深入檢測需要，完善、改進共振吸收加工系統(tǒng)；（13）進一步開展共振吸收的實驗研究；（14）改進實現(xiàn)基于激光微納制造

47、新方法；（15）深入研究激光制孔中減少重鑄層和微裂紋的機理，熱效應(yīng)極限抑制原理和方法，以及半導體材料表面制絨理論； （16）繼續(xù)深入激光微納制孔制絨實驗；（17）繼續(xù)完善激光制孔實驗系統(tǒng)平臺，繼續(xù)深入激光葉片制孔實驗；（18）進一步研究石墨烯在激光輻照下的結(jié)晶過程、長大機制研究；（19）超快激光柔性金屬納米布線初步基礎(chǔ)研究；（20）激光與石墨烯生長所需金屬基底的相互作用機制初步研究。（1）優(yōu)化超快激光吸收模型；（2）優(yōu)化超快激光輻照下，材料瞬時局部特性變化模型；（3）優(yōu)化超快激光誘導相變模型；（4）初步建立飛秒激光與材料相互作用的多尺度量子模型，并實現(xiàn)其程序軟件，建立激光微納制造基礎(chǔ)理論研究平

48、臺；（5）以實驗結(jié)果為指導，優(yōu)化超快激光與材料相互作用多尺度量子模型；（6）進一步完善飛秒脈沖序列微納制造系統(tǒng)；（7）完成泵浦-探測實驗系統(tǒng)平臺的調(diào)試；（8）理論揭示不同飛秒激光脈沖序列輻照下加工質(zhì)量、精度、效率等變化；（9）實驗揭示飛秒脈沖序列中脈沖的能量分布對加工過程(相變等)及其結(jié)果（質(zhì)量、精度、效率）的影響機理；（10）初步提出飛秒激光脈沖序列優(yōu)化設(shè)計方案；（11）初步掌握飛秒脈沖序列各參量對微孔制造中質(zhì)量、精度和效率的影響規(guī)律；（13）完善、改進共振吸收加工系統(tǒng)；（14）實現(xiàn)基于共振吸收的激光微納制造，提高加工效率。（15）進一步揭示制孔過程中重鑄層和微裂紋形成機理，半導體材料表面制

49、絨理論；（16）分析各參數(shù)對燃氣輪機渦輪葉片精密制孔和電池材料表面制絨的影響，得到較系統(tǒng)的實驗總結(jié)；（17）進一步實現(xiàn)石墨烯薄膜的控制；（18）初步實現(xiàn)三維金屬納米布線；（19）建立石墨烯形核層數(shù)與臺階的關(guān)聯(lián)，初步實現(xiàn)對石墨烯層數(shù)的控制。第四年（1）深入研究激光誘導相變機理（2）基于理論與實驗手段，研究超快激光脈沖序列設(shè)計調(diào)控電子激發(fā)/電離、以及材料瞬時局部特性、進而控制相變過程的微觀物理機制；（3）研究脈沖序列設(shè)計提高激光微納制造加工精度等的微觀機理；（4）根據(jù)前期理論實驗研究、優(yōu)化設(shè)計結(jié)果和深入檢測需要，繼續(xù)完善、調(diào)整飛秒脈沖序列微納制造系統(tǒng)；（5）應(yīng)用項目組所提出的理論模型，深入研究優(yōu)化

50、設(shè)計飛秒激光脈沖序列以提高加工質(zhì)量、精度或效率；（6）研究飛秒激光脈沖序列中不同波長對瞬時局部電子狀態(tài)和加工過程的影響；（7）研究飛秒激光脈沖序列中各參量（脈沖數(shù)量、延遲、能量、強度分布、波長等）協(xié)調(diào)控制對瞬時局部電子狀態(tài)和加工過程的影響；（8）根據(jù)初期實驗結(jié)果，深入研究飛秒脈沖序列各參量對微孔制造加工過程的影響，優(yōu)化設(shè)計微孔加工中脈沖序列的參量組合；（9）根據(jù)前期理論實驗研究、優(yōu)化設(shè)計結(jié)果和深入檢測需要，繼續(xù)完善、改進共振吸收加工系統(tǒng)；（10）深入研究共振吸收的高精度激光制造；（11）研究脈沖序列和共振吸收結(jié)合的激光制造方法；（12）將新的激光制造方法應(yīng)用于課題4中對象的制造；（13）進一步研究激光制孔中減少重鑄層和微裂紋的機理，熱效應(yīng)極限抑制原理和方法，以及半導體材料表面制絨理論；（14）完成激光微納制孔制絨實驗；完成激