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原文标题：超快激光微纳制造时空整形“分秒必争”

原文链接：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/2/343713.shtm

　　近年来，纳米制造成为我国战略需求的重要支撑，例如国家某重大工程中的靶丸加工，就需要在其表面实现纳米级定位的微孔阵列制造。飞秒激光具有超快、超强的特性，在微孔加工中占据独特优势，尤其在高品质、大深径比、高一致性微孔加工中具有不可替代性。

　　虽然飞秒激光脉冲对材料的辐照时间极短（飞秒量级），但其后的所有加工过程均决定于飞秒激光与电子的相互作用，如何精准调控局部瞬时电子动态成为了科学界的关注重点。

　　在自然科学基金委重大研究计划“纳米制造的基础研究”支持下，北京理工大学机械与车辆学院姜澜教授研究团队提出了超快激光时空整形微纳制造新方法。通过设计超快激光能量时域及空域分布，研究人员调控加工过程中的能量吸收、传递及材料相变过程，有效地提高了加工质量、精度、效率、深径比和一致性，并得到广泛应用。

　　据介绍，通过时空整形，可优化和调节离化电子密度分布，使得微孔加工深径比极限增加100倍，效率提高56倍。在实验中，单束光加工速度达0.01秒/孔，加工1厘米乘1厘米面积的高深径比（1000：1，直径1.5微米）微孔阵列（共计25万个孔）仅耗时42分钟。

　　同时，为了研究超快激光微孔加工的完整过程，研究团队提出并搭建了多时间尺度电子动态实时观测系统，实现了对制造中以电子为能量载体主线的质能传输过程的观测。

　　该制造新方法获国际广泛关注，例如，美国科学促进会及其会刊——《科学》的新闻平台以《飞秒激光实现电子动态调控》为题对新方法进行了专题报道，称其“对高端制造、材料处理、化学反应控制可能带来革命性的贡献”，并获10余家国际主流科技媒体全文转载。

　　专家认为，该成果可为我国航空、能源、IC、国防等领域提供重要的制造技术支撑，开启了电子层面调控的新机理和新方法的广阔应用空间。