介绍一下德国 汉诺威激光中心的信息

发布网友 发布时间：2022-04-19 10:01

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热心网友 时间：2023-08-29 00:39

1.德国 汉诺威激光中心一直致力于激光技术领域的研究，发展，咨询工作和激光技术培训。

Laser Zentrum Hannover e.V.
德国汉诺威激光中心

Address:
Hollerithallee 8, Hannover 30419, Germany

Phone:
49-511-27 880
Fax:
49-511-278 8100
E-mail:
info@lzh.de

Website:
www.lzh.de

Company Profile:
The LZH has been active in research, development, consulting and training in all fields of lasertechnology.

汉诺威激光中心一直致力于激光技术领域的研究，发展，咨询工作和激光技术培训。

2.德国汉诺威激光中心（Laser Zentrum Hannover eV）研究方向：双光子聚合－一种新的微加工方法

双光子光敏材料聚合三维微加工是一种非常有效的微制造技术，可以产生100nm或者更好的制造分辩率！在双光子光敏材料聚合三维微加工中需要近红外的飞秒振荡器（800nm左右）和计算机控制的三维定位系统。为了发挥双光子聚合固有的高分辩率，需要高分辩率，高精度的定位系统，如压电器件控制的操作台和扫描振镜。 可是，压电器件在每个方向上只有几百微米的移动范围。相应的，虽然光学扫描系统可以实现光束的移动，但是它必须通过聚焦器件的外沿对写入光束进行偏转，而这一过程很容易使光束外沿部分的像发生扭曲，从而造成能量的损失。

3－D 微结构制造系统
为了克服上述*，德国汉诺威激光中心（Laser Zentrum Hannover eV）开发了一套自成体系的，可移动的微米和纳米尺度的3-D制造系统。该系统集成了一台飞秒激光器，快速小区域刻写的扫描振镜和电动线性定位系统（Aerotech公司）。该飞秒激光器是奥地利High Q公司的SESAM锁模的钛宝石飞秒激光器，平均功率200mW,波长800nm, 脉宽小于100fs, 重复频率73MHz。该定位系统具有三轴，每轴行程10cm,该3D系统还有一个旋转轴，可以加工曲面圆柱体结构。该3D 飞秒微结构制造系统已经商业化！

对于双光子聚合微加工，有一个X-Y两维的扫描振镜，利用高数值孔径的浸油物对光束进行偏转，并将飞秒激光聚焦到光敏材料或树脂上（如图3所示）。扫描振镜安装在大行程的X-Y定位系统上。设备上装有CCD摄像头用来方便的进行实时监测。样品则放在一个二维平移台上。

利用扫描振镜和平移台三维的对束腰进行移动，可以在树脂内部形成复杂的三维结构。这种基于扫描振镜的写入精度为100nm，而定位系统的精度要高于400nm。

负性光刻胶和正性光刻胶是两种可以通过双光子聚合方式进行加工的光敏材料。采用负性光刻胶时，双光子曝光会导致聚合链的交联，从而可以对未曝光区域进行清除。采用正性光刻胶时，曝光会造成链的断裂，产生可以被溶解并清除的小单元。大部分的孔隙结构都可以通过在样本上清除小部分碎片而实现，就这个方面而言，正性光刻胶效率更高一些。

负性光刻材料可以分为固态和液态两种。固态的负性光刻胶是环氧基阳离子活化材料，如图4所示。阳离子活化系统（例如商业上常用的SU8光刻胶）与光束相互作用会产生一种酸。这种情况下，聚合不是发生在激光辐射过程中，而是发生在曝光后的烘烤时。这是阳离子活性光刻胶一个非常重要的特性，因为它的曝光区域和非曝光区域折射系数差别很小，甚至可以忽略。这就使直接激光写入同全息曝光技术的结合成为可能。

液体材料除了有机化陶瓷之外，基本都是丙烯基，而且光束作用期间发生的聚合反应都是通过光引发剂触发的。这样就可以实时的监测反应的进行状态了。

光子学应用

由于这些光学特性，那些高分子光敏材料可以用于微光学元件和器件制造，如微棱镜阵列，衍射光学元件等

更多的亚波长尺寸的微型化的光学元素需要更新的技术.在一种所谓“光学电路”中利用金属表明的表面质胞基因极化为信息载体就是改种手段之一. (见” 表明质胞基因纳米光子”,Photonics Spectra ,2006,1期). 表面质胞基因极化是在金属和绝缘体间或其中的电磁激励增生. 他在绝缘体表面沿着金属波导，或是在金属表面沿着绝缘体携带一定的信息，例如弯曲或是劈裂。这些由双光子聚合得到的微结构已经在金的表面成功实现。

双光子聚合技术正在迅速的发展,并且成功应用于三维光子晶体和光子晶体的模板的微加工.特别的,它允许基层上任何缺陷的存在,这一点对于实际应用是至关重要的. 光子晶体是一种在空间上绝缘常数交替变化的周期性结构.

在这种微结构中特定光频(能隙带)的光增生被排除了。如果在各个方向的绝缘常数周期性发生变化,因此该微结构就是三维光子晶体.依靠这种拓扑关系和对应的绝缘常数关系, 光子晶体的光学特性就可以被设定。自从Eli Yablonoviteh 和Sajeev John 于1987年提出三维光子晶体概念以来, 光子今天就成为一个持续的研究热点, 尽管如此,在可见光范围内制造全三维间隙带光子晶体仍然是一个挑战!

认识全光子间隙带光子晶体需要三维高折射率材料的微结构. 最吸引人的方法是用高折射系数的材料去渗透已经制作好的模版然后再取出该模版. 使用最负性的光刻胶去制作模版更加困难,因为这种微结构在那些材料中非常稳定且不易溶解. 图7是用SU8制作好的光子晶体模版的示例,在用正性光刻胶的情况下,这种高分子材料很弱并且易溶. 这是制作三维模版的好的地方.上面的图片,显示了S1813光刻胶制作的光子晶体模版扫描电子显微镜图象.

另一个制作光子晶体的办法是用含有较多比例的无机/有机混合光敏材料,如图7所示. 用该办法,绕过复制模版步骤并制作三维无机微结构成为可能! 通过对无机/有机多元材料的适当的热处理,可以直接从激光制作的三维微结构中去除有机的成分并留下无机成分. 用这种方法,双光子聚合技术(或更广的讲,双光子激活处理)和热后处理技术可以用于三维光子晶体微结构制作。

双光子聚合技术在生物领域有应用前景,包括组织工程,药物导入,医疗注射,和医疗传感等.在组织工程方面,可以产生三维微结构手术台,该微手术台需要灵巧的操控机体内和机体组织结合的活性组织,这是一个挑战性的工作!结合合适的材料,双光子聚合可以精密的操控该三维微手术台,可以模拟和产生细胞微环境，如图8所示.更有甚者,这种高分辩率的技术可以对整个微手术台内的细胞组织进行控制,甚至于细胞间作用. 再一个好处是该使用强度的近红外激光双光子聚合技术对细胞没有伤害,因此还可以应用于对细胞进行操控和包装。

在生物医药应用中,Ormocer是最有趣的材料. 高分子生物兼容性最近被人们研究,并且结果表明细胞对这种材料具有很好的吸附性，并且有着与生物活性材料相当的生长速度。

Microneedles

双光子聚合还可以应用于制造复杂的药物注射设备，如微针头等器件.微针头技术可以克服很多同传统注射方式相联系的缺点，例如可以达到无痛注射，避免注射部位的肌体损伤。

而且，双光子聚合物的柔韧性使得针头的设计得到了全面的改观，其结构特性如图9所示。微针头注射技术还在进一步的研究过程中。

3.激光产业发展现状

在欧洲地区激光产业发展最快的是德国，特别是激光材料加工方面处于世界领先的地位。

1986年德国提出了 1987- 1992 年《激光研究与激光技术》资助重点的BMFT资助计划，在这五年期间实际投资为2亿6千2百万马克， 资助重点与经费分配为：激光器与元件36%，应用技术与系统集成48.9%，激光测量与激光分析12.2% ，其它2.3%；也就是说约72%的经费用于激光材料加工的课题（光源、元件、 系统和方法）。

承担课题的有科研集团（FHG、MPG、GFE）6个科研所，9个大的激光中心，高校研究所中的30个科研组，共约900名科研人员参加。在这期间建 立的比较著名的研究所和中心有：夫朗和费激光技术研究所、柏林固体激光研究所、汉诺威 激光中心、斯图加特光束应用研究中心等。

根据德国机械制造协会——激光材料加工工作联盟1994年的统计，用于材料加 工的光源（CO2）和YAG激光器）总共生产了1364台，产值1.65亿马克，比1993年增长13%；激光器件台数增长了39% 。 特别是用于标记和牙科方面的小功率激光器即YAG激光器出现了超比例的增长率。因此德国用于加工技术的激光器， 高于以前任何时期。用于材料加工的光源，德国企业（主要是Rofin-sinar激光公司、 Trumpf激光技术公司、Haas固体激光公司、Lambda Physik 公司等）几乎占了世界市场的40%，处于领先地位。与此同进，还签订了1544台激光器的订货合同，价值1.77 亿马克。

1994年激光系统的营业额也有大幅度的增长，完成了860个系统的生产 额，价值为2.35亿马克，台数增长率为51%，销售额增长率为17%。与此同时，还签订了937个系统合同，价值2.49亿马克（台数增长率58%，产值增长率18%）， 这些合同与1995年预测的 生产额接近。 在激光光源方面CO2占42%，Nd:YAG占35%；在激光系统方面CO2激光加工系统占 56%，YAG 激光加工系统占40%， CO2 激光加工系统 Trumpf 公司是自行配套， 而Rofin-Sinar公司则与 格瑞斯海姆有限公司合作配套，已形成Lascontur 系列激光加工机。出口部分的增长表明，在国际上德国企业有强大的竞争能力，德国激光工业目前仍处于上升阶段。

在完成1987-1992年BMFT“激光研究与激光技术”资助计划后，1993 年德国又 提出了“激光2000”新的资助计划。

战略目标是：
* 开创21世纪激光技术领域科学技术基础。
* 支持革新激光技术，以保持和加强激光器生产与激光工业应用在国际上的竞 争能力。
* 消除激光应用中的科学技术障碍。 激光研究与激光技术未来重点：

* 新一代激光器的基础 重点课题有：
· 高功率二极管激光器
· 二极管泵浦固体激光器
· 高功率气体激光器新的机理。

* 精密加工 重点课题有：
· 激光方法的评价
· 激光诱导生产方法
· 紫外激光 光子技术

* 开创新应用领域的基础
· 激光光学测量与检测方法
· 非线性光学 · 激光生物动力学及微处理（涉及分子、原子范围）
· 产品和环保技术的激光光学测量与检测

* 激光医疗 重点课题有：
· 医疗技术中新的激光方案
· 光学层析摄影法

资助计划起止时间：1993-1997年 资助金额：2.75亿马克 德国为了推广激光加工技术，除了建立9个国家级激光中心外， 还大量建立激 光加工站；同时在大、中、小型企业积极建立激光加工生产线，例如：大众汽车厂的齿轮激光加工生产线；奔驰汽车厂共有18个厂房，其中有8 个厂房安装了激光加工生产线；Thyssen钢铁公司的轿车底板激光拼焊生产线； 西门子公司建立了线包引线激光点焊生产线，接触器铁芯、衔铁激光焊接生产线，集成电路激光微调生产线及半导体硅片激光毛化及退火生产线等。在“激光2000”中特别提出了94-95年，每年提供500万马克（25个项目），向批准有激光加工技术项目 的中小厂每个项目资助20万马克。

这是德国汉诺威激光中心的官网，你可以点击察看：http://www.laser-zentrum-hannover.de/de/index.php

参考资料：http://bbs.chuguo.cn/showforum-17.html