基于柔性掩模的暂态光电化学三维微刻蚀技术研究

针对高性能金属材料微细结构的制造需求，提出了利用光电化学反应定域蚀除工件材料，实现三维微细刻蚀的加工技术。以光电化学反应理论为基础，采用时间暂态法分析高频脉电化学反应和纳秒脉冲激光辐照两种能量的复合作用机理，研究材料/溶液界面的光电化学反应过程；利用电化学测试仪和电流传感器、高频示波器，研究该界面的电极状态和光电信号特征。在激光的传输光路中采用液晶板作为掩模对激光光斑内的能量分布进行空间调制，其显示的图形还可由计算机控制改变，从而实现激光的柔性定域辐照。采用ITO（氧化铟锡）导电玻璃作为电极，保证了激光能量与电化学体系的高效复合。项目预期将揭示纳秒脉冲时间内暂态光电化学反应的过程和机理，建立反应过程的理论模型，实现微米级的三维定域刻蚀技术。该技术对于航空航天、精密仪器、IC产品以及生物医疗等领域的微细制造具有重要意义，可以为金属材料的光电化学刻蚀和激光能量的空间调制提供理论指导和可行方案。

本项目针对高性能金属材料微细结构的制造需求，提出了利用光电化学反应定域蚀除工件材料，实现三维微细刻蚀的加工技术。以光电化学反应理论为基础，采用时间暂态法分析了高频脉电化学反应和纳秒脉冲激光辐照两种能量的复合作用机理，研究了材料/溶液界面的光电化学反应过程；利用压电式水听器、高频示波器和电化学测试仪，研究了界面的电极状态和光电信号特征。在激光的传输光路中采用液晶板作为掩模对激光光斑内的能量分布进行空间调制，其显示的图形能够由计算机控制改变，从而实现了激光的柔性定域辐照。采用ITO（氧化铟锡）导电玻璃作为电极，保证了激光能量与电化学体系的高效复合。项目研究揭示了纳秒脉冲时间内暂态光电化学反应的过程和机理，建立了反应过程的理论模型，实现了微米级的定域应力刻蚀技术。该技术对于航空航天、精密仪器、IC产品以及生物医疗等领域的微细制造具有重要意义，可以为金属材料的光电化学刻蚀和激光能量的空间调制提供理论指导和可行方案。