摩擦和磨损常因固体表面润滑不足发生，存在于多工业机械环境，有多种分析方法，本文将研究用电子显微镜和光谱分析二者。
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Satsuma X 激光器
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工业应用 科学研究 飞秒激光 高能激光 激光加工
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概述
Satsuma X是一款强大且多功能的飞秒激光器，专为工业和科学领域的各种需求而设计。
参数
- 能量 / Energy : 280/140/75 μJ 500/250/75 μJ
- 椭圆度 / Ellipticity : <13%
- 频谱带宽 / Spectral Bandwidth : < 3 nm
- 散光 / Astigmatisme : <25%
- 腰部不对称性 / Waist Assymetry : <13%
- 电源稳定性 / Power Stability : <0.5%RMS
- 突发模式 / Burst Mode : Up to >80 pulses
应用
1. 电池图案化 2. 喷嘴钻孔 3. 高质量纹理处理 4. 硅片切割 5. OLED切割 6. X射线成像 7. 生命科学 8. 细胞成像 9. 神经科学与光遗传学
特征
1. 强大的24/7工业操作设计 2. 实时调整激光频率的FemtoTrig?技术 3. GHz Burst?技术提高吞吐量 4. Femtoburst?的任意突发成型能力
详述
1. 强大的24/7工业操作设计 2. 实时调整激光频率的FemtoTrig?技术 3. GHz Burst?技术提高吞吐量 4. Femtoburst?的任意突发成型能力
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用于传感应用的飞秒激光直写离轴光纤布拉格光栅
光纤传感器 飞秒激光直写 单模光纤 离轴光纤布拉格光栅 双折射
首批离轴光纤布拉格光栅（FBGs）通过飞秒激光直写技术在标准单模光纤（SMF-28e）中制备。研究发现当光栅与纤芯中心的最小偏移距离为2.5微米时，会形成支持两种独立光纤模式（LP0,1和LP1,1）的多模段，每种模式又分裂为两个简并偏振模式。该结构打破了光纤的圆柱对称性，引入双折射（约10^-4），导致各模式的布拉格波长产生偏振依赖性。基于模态和双折射特性，制备了纤芯中心偏移量分别为3.0、4.5和6.0微米的三种离轴FBGs，并对其应变、温度和曲率特性进行了表征。测试表明这些离轴FBGs具有相似的应变灵敏度（约1.14皮米/微应变）和温度灵敏度（约12皮米/摄氏度）。通过分析LP1,1布拉格共振的强度波动和波长偏移，可同步监测曲率和方位角。其中3.0微米偏移量的离轴FBG获得了最大曲率灵敏度0.53分贝/米^-1。
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基于微流体控制全内反射的熔融石英飞秒激光刻写非易失性集成光开关
熔融石英 非挥发性 单模波导 全内反射 微流控技术 飞秒激光刻写 集成光学开关
我们展示了一种基于飞秒激光在熔融石英基底上刻写而成的非易失性光功率开关，其切换操作通过微流体控制的全内反射实现。该开关由交叉波导和位于波导交叉处的矩形高纵横比微流体通道构成。通道壁处全内反射与透射状态的切换取决于通道内介质的折射指数。飞秒激光刻写技术可实现低损耗光学波导与侧壁光滑的通道共集成，从而制备出低插入损耗、宽带宽且偏振相关损耗小的开关。实测该开关在1550纳米波长下的全内反射损耗约为1.5分贝，填充折射率匹配液时通过通道的传输损耗约为0.5分贝。通过有限时域差分法和光束传播法的详细性能模拟表明：优化几何结构并进一步调整刻写参数可进一步降低损耗。
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[美国激光学会ICALEO? 2016：第35届国际激光与光电应用大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 国际激光与光电应用大会 - 在1.2311级钢模具上直接激光微加工固体微针用于微注塑成型
微针阵列（MNs）是由多个微突起与共同支撑体组成的装置。它们被用作医疗微型设备（采样）或诊断治疗应用，特别是可作为药物递送系统，既作为药物缓释体，也可作为药物注射装置。在后一种情况下，微针通过角质层（SC）在无痛刺激真皮层神经的前提下，形成通往活性表皮（VE）的微型传输通道。这为无痛、有效的药物递送提供了可能，但大规模生产具有成本效益的微针阵列仍具挑战性。本文采用激光微加工技术，通过注塑成型（IM）制造金字塔形微针模具。利用飞秒激光直接在1.2311级钢模上微加工出宽500微米、高1000微米的微针阵列腔体。分别采用有无后处理的直接微加工方式制备该腔体。前者会在微加工腔体表面产生大量残留物，导致表面粗糙度较高。能谱分析（EDS）数据显示腔体内的残留物含氧量高，表明大气氧环境下激光辐照会不可避免地引发辐照区域氧化。因此通过激光后处理去除微针表面氧化层可改善表面光洁度。氧化层去除还能提升激光对精细特征的加工能力，从而增强复制微针的针尖锐度。但过度激光后处理会导致微针针尖出现非预期形变——这是由于多次反射光在加工腔体底部优先吸收所致。
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光电信息科学与工程实验方案1
1. 实验设计与方法选择：本研究采用飞秒激光直写技术在SMF-28e光纤中刻制离轴光纤布拉格光栅(FBG)。该方法包括优化制备参数以实现所需的光栅特性。 2. 样品选择与数据来源：使用标准单模光纤(SMF-28e，康宁公司)。光纤通过去除涂覆层并用乙醇清洗进行预处理。 3. 实验设备与材料清单：主要设备包括配备光纤放大飞秒激光器(Satsuma HP，Amplitude Systèmes公司)、100×油浸物镜(奥林巴斯PLN 100XO)以及光谱分析仪(OSA，横河AQ6370D型号)的激光直写系统。 4. 实验流程与操作步骤：光纤在刻写过程中被夹持并保持张力。确定光栅周期和长度后，优化刻写条件。随后对制备的FBG进行应变、温度和曲率灵敏度表征。 5. 数据分析方法：记录各测量量引起的光谱变化，分析FBG对应变、温度和曲率的灵敏度。
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光电信息科学与工程实验方案2
1. 实验设计与方法选择：该开关由交叉波导和波导交叉处的微流控通道组成，采用飞秒激光刻写技术制备。其开关操作基于通道内介质的折射率变化。 2. 样品选择与数据来源：开关制备采用熔融石英基底。通过光学频域反射仪(OFDR)和功率传输测量对波导及通道进行表征。 3. 实验设备与材料清单：使用商用掺镱光纤激光器(Satsuma, Amplitude Systèmes)进行飞秒激光刻写。样品在30% KOH水溶液中蚀刻。 4. 实验流程与操作步骤：采用飞秒激光在熔融石英中刻写波导和通道，随后蚀刻形成微流控通道。使用1550 nm激光光源和光功率计表征开关光学性能。 5. 数据分析方法：通过OFDR测量获取波导传播损耗，测定开关插入损耗并计算反射与透射损耗。
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机械电子工程实验方案
1. 实验设计与方法选择：采用激光微加工技术通过注塑成型制作金字塔形微针模具。使用飞秒激光直接在1.2311级钢模上微加工出微针阵列型腔。 2. 样品选择与数据来源：选用预硬化1.2311级钢作为直接激光微加工微针的材料，用作微注塑成型模具。 3. 实验设备与材料清单：使用20W飞秒光纤激光器（Satsuma HP2，法国Amplitude公司），经倍频产生515nm波长。激光束经准直、扩束后，通过Newson振镜扫描系统传输，并由焦距32.2mm、数值孔径0.15的Sill Optics ?-Theta透镜聚焦至工件。 4. 实验流程与操作步骤：样品表征采用GX-71光学显微镜（日本奥林巴斯）、S-4800型场发射扫描电子显微镜（日本日立公司）及定量能谱分析仪（英国牛津仪器公司）。 5. 数据分析方法：使用Decon 90试剂在超声波清洗槽中清洗10分钟去除松散附着的颗?；蛭廴疚锖螅觳庋趸愫穸?。
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