對于14 ns短脈沖激光，當激光能流密度較低時微滴呈球形；能流密度達到4199 mJ/cm2 時，可觀測到多個液滴堆疊現象；繼續擴大能流密度到4916 mJ/cm2 時，微滴形狀也從球形變為半球形，與基底接觸面積也隨之變大。而對于50 ns脈寬激光，沉積微滴呈橢球狀，且微滴尺寸隨著能流密度的增加而不斷增大，與基底的接觸面積也不斷擴大。

圖4 14 ns與50 ns激光不同激光能流密度下沉積微滴的SEM圖像（基底旋轉55°），（a）為14 ns，（b）為50 ns

本文選取激光脈寬為50 ns，調節能流密度為6185 mJ/cm2，利用振鏡線掃描的方式實現了大規模微滴陣列的制備。如圖5（a）所示，沉積點間距為50 μm，單個沉積微滴直徑約為5 μm。

同時為評估微滴落點的準確性，對陣列的落點偏差進行統計，通過將沉積微滴陣列的坐標與供體薄膜的燒蝕坑網格匹配確定每個沉積微滴的落點二維偏差與，如圖5（b）所示，通過篩選分析獲得陣列中237個沉積微滴的與分布如圖5（c）所示，大部分沉積微滴的落點偏差在±5 μm以內，整體落點良好，能夠實現復雜微結構的精確3D打印。

圖5 大規模微滴陣列，（a）為微滴陣列SEM圖像，（b）為沉積微滴與燒蝕坑網格匹配圖，（c）為與落點偏差

 總結與展望

基于對上述實驗結果的分析，研究獲得了脈沖寬度對于激光驅動微滴轉移行為的影響規律，并通過調節激光參數實現了微滴陣列打印，實現了沉積微滴落點精度控制在±5 μm以內。此外，激光驅動微滴前向轉移工藝區間中不同脈寬下的最高能流密度閾值的影響機制以及膜厚對區間影響原因尚不明確，仍需進一步研究。

來源 l 愛光學

原論文信息：
程帥康, 吳迪, 羅國虎, 胡永祥. 脈沖寬度對激光驅動微滴前向轉移的影響[J]. 激光與光電子學進展, 2023, 60(19): 1914001.

(責任編輯：admin)

• Fabric8Labs推出AI芯片定
• Titomic又一合作，將與nuF
• 荷蘭公司將開設3D打印船舶
• Chicago Additive推出AMOS
• 590MHz帶寬+超90%輻射效率
• 威斯康星大學麥迪遜分校工

• ·Fabric8Labs推出AI芯片定制冷板：3D打
• ·Titomic又一合作，將與nuForj 合作加速
• ·荷蘭公司將開設3D打印船舶制造工廠，采
• ·Chicago Additive推出AMOS 300，軍方FD
• ·590MHz帶寬+超90%輻射效率！北大深研院
• ·威斯康星大學麥迪遜分校工程師利用 3D
• ·Nature子刊：利用深度學習技術通過照片
• ·Axtra3D推出集成HPS工藝的純硅膠3D打印