超快激光製造實現了對電子動力學的控制

電子動力學控制機理示意圖

由於飛秒激光具有超快超強的特性，因此利用其可加工高質量、高精度的固體材料。隨著激光技術的不斷發展，超快激光加工將成為未來高端製造業的主要方法之一。

近年來，研究者們已經利用超快激光微納加工實現了對電子動力學的控制。這是首次實現對局域瞬態電子動力學的主動控制，這也將極大地提高激光加工的效率、質量、均勻性和精度。

這項研究由北京理工大學的藍江教授和明尼蘇達大學的田紅翠教授以及來自林肯大學的雍峰璐教授合作進行。他們的研究成果最近被綜述發表在Light: Science and Applications雜誌上。

在過去的十年中，該研究小組一直致力於研究基於電子動力學控制的製造技術。他們利用時間/空間形狀超快激光來控制局域瞬態電子動力學（例如密度、溫度和分布）；此外，他們修改了局部瞬態材料特性，並且調整了材料相變，最終使這種新型製造方法得到成功實施。

他們建立了超快激光材料相互作用的多尺度模型，並預言時間/空間形狀超快脈衝可以控制激光與物質的相互作用過程。此外，在理論預測的基礎上，他們還實驗驗證了電子動力學控制方法的有效性。此外，他們還提出並實現了一個多尺度測量系統，以將飛秒激光燒蝕動力學從飛秒量級擴展到第二尺度，這也為該機制的實驗研究提供了實驗依據。

這種方法可以大大提高加工效率、質量、重複性和精度，並且延長了激光製造的製造極限。這種新方法還解決了一些關鍵性的製造挑戰，並已應用於一系列重大的國家項目中。這種新方法首次實現了激光製造過程中對局域瞬態電子動力學的主動控制。此外，它為在電子級控制製造提供了廣闊的可能性，為高端製造、材料性能控制和化學反應控制提供了革命性的貢獻。

文章來自phys網站，原文題目為Femtosecond laser fabrication—realizing dynamics control of electrons，由材料科技在線匯總整理。

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