----对话吉林大学 陈岐岱教授

1. 陈教授您好，感谢您接受我们的采访， 您从事的是微纳光子、飞秒激光制备技术方面的研究，请简单介绍一下飞秒激光制备技术可用来做什么？

陈岐岱教授:飞秒激光微纳制备技术最早出现于20世纪90年代中期，当时只能做一些简单打点、划线工艺。其精度只可以实现数百纳米的范围，后来比较关键的事件是2001年孙洪波教授发表了“纳米牛”的工作，它其实也是涉及到飞秒激光微纳加工，是采用飞秒激光在聚合物材料制作的。这项工作引起了国内外广泛关注，自此后许多科研人员在飞秒激光双光子聚合方面做了大量工作，例如利用飞秒激光做各种各样的3D晶片、3D造型，纳米尺度的复杂结构，还包括我们做的各种仿生结构、生物光子学器件、微流控芯片、三维金属部件等。

目前看来，采用飞秒激光的增材制造进展略显缓慢，主要原因是飞秒激光制备的器件，精度非常高，而实际加工点尺寸小，因此较长的制作时间是不能被接受的。因此飞秒激光的增材制造在过去几年基本上是平缓发展的。

另外一个重要发展是2010年开始出现的1μm波长的飞秒激光器，特别是大300皮秒的产品出现，在工业上，尤其是金属、玻璃这类材料的加工出现，导致其工业应用市场爆发式增长。近年也看到了非常多的飞秒激光工业应用研究，它在易脆材料的精密切割、打孔等都可以发挥重要作用。

最后我需要提及的是，飞秒激光用来做光子器件，这一方向是从2005年左右开始展开。其特点是利用飞秒激光的高精度加工，能够实现纳米尺度加工、三维加工，制备各种各样的光学三维元件，包括微透镜、量子芯片、集成光路等。目前这项工作主要还处在前沿科研领域，还未实现充分的市场应用。

2. 飞秒甚至阿秒等光子技术仍然是世界科研热点，国内有哪些机构在做，另外我国的发展水平如何？

陈岐岱教授:目前国内有许多科研机构在做这方面科研工作，包括位于北京的中科院物理所、天津大学、清华大学、西安交大等多个单位很早就已经进入飞秒激光科研。在这个层面说，国内飞秒激光科研一直跟随国外领先水平发展，差距并不是很大；而在工业应用层面上，我国与国外的发展应用现状还存在较大的差距，如果要具体说明，我认为可能有近10年的差距。

再谈到商用产品，能够提供科研用的高功率飞秒激光器，国内中科院物理所是做得比较成熟的，不过与外国的相干公司、光谱物理公司相比仍然有差距。而工业用的飞秒激光器，以通用的波长1μm的产品为例，国内使用的产品仍然以进口飞秒激光器为主，但是越来越多国内公司取得了突破性成果，包括武汉华日激光、安扬激光等多家企业推出了50W以上的激光器。目前我认为国产飞秒激光器与国外产品相比，可能会在功率水平、工业化应用、稳定性还有一定的差距。

3. 目前飞秒激光在医疗上有成熟应用，但是工业应用还比较少，皮秒加工还未普及，飞秒激光加工是否会更加长远？

陈岐岱教授:过去几年，我一直从事超快激光应用开发，在过去较长时间里，皮秒激光的发展确实比飞秒激光快，但是我认为随着激光应用的开发与发展，在一些特殊的领域上，飞秒激光会部分取代皮秒激光，目前从成本上来说，它们之间的差距并不是很大。另外一点，此前很多人之所以选择皮秒加工而不是飞秒，一个重要原因是皮秒激光更能够适应工业环境，而飞秒激光对加工环境还是比较敏感，要求较高。现在多家公司推出了全光纤飞秒激光器，让飞秒激光器能够走向更多工业应用，但这个过程还是很漫长，并且要真正推广飞秒激光器，还要探索到飞秒激光的独特应用，就是皮秒做不到的。目前看来还没有一项飞秒激光专属应用出现，还需要一些时间。

4. 有人说一般的精密加工采用皮秒激光已经够用，那么飞秒激光微加工的应用具有哪些优势或特点？

陈岐岱教授:确实如此，对于目前已知的大部分工业激光精密加工，皮秒激光已经可以解决问题。对于一般性的加工聚焦尺度在10微米以上的，采用皮秒激光和飞秒激光没有本质的差别。然而在一些情况下飞秒激光仍然比皮秒激光拥有优势，第一个是飞秒激光可以非常好地成丝，这样的聚焦比较长，能够在材料的内部进行隐形切割或隐形制造。第二个是飞秒激光脉冲更短，它可以显现更好的非线性效应，它的二倍频、三倍频至紫外光，效率可能更高，因此在飞秒的紫外光可能会比皮秒级的耐用性、可靠性更高一些。再一个是在一些科研领域，比如加工要求是500纳米以下，并且是在内部进行精密加工，那么飞秒激光一定是一个优先考虑的选择。

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