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19年前的“納米牛”事件猶如一個按鍵，一經按下就開啟了激光微納加工飛速發展的歷程。

自那之后，超快激光與微納加工技術發展就逐漸成為激光加工的熱門方向。超快激光能實現前所未有的極端與精密制造效果，大大拓展了激光加工的潛力和應用范圍，尤其是近年來以數百飛秒至亞皮秒脈沖寬度、數百千赫茲至兆赫茲高重復頻率以及數十瓦乃至上百瓦高平均功率為典型特征的新一代超快激光發展迅速，有望解決加工質量、加工精度與加工效率之間的固有矛盾，迎來新的學術研究和發展機遇。

激光微納加工技術的雛形

2001年，發表在《自然》雜志的一篇論文稱，日本大阪大學Kawata、華人科學家孫洪波等人使用激光技術，用合成樹脂制成了世界上最小的牛。此研究成果的發布，在科學界引起了轟動。

一個大小相當于紅血球的牛在科學家手中誕生了，它體長只有10微米，高7微米(1微米等于千分之一毫米)。

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“納米牛”結構圖

該研究首次采用飛秒激光直寫技術，成功突破了光學衍射極限的限制，利用波長為780納米的飛秒激光制備出了三維立體的微結構——“納米牛”。該結構取得了120納米的加工分辨率。

主導此項研究的超精細激光加工領域的國際知名學者、如今是清華大學精密儀器系教授的孫洪波在當時介紹媒體采訪時頗有詩情地說，“我們希望，這個牛能拉著裝有藥物的車，在血管中運動”。

那么，為什么要雕塑出一個牛呢？據研究人員介紹，這是因為牛有很尖的尖角，周身既有平滑部分，又有彎度很大的部分，對制作技術提出了挑戰，能完美造出“納米牛”，也就能造出各樣的納米機器。

與此同時，該研究團隊還成功制備出了全世界最小的彈簧系統，這使得飛秒激光微納加工技術真正進入了納米器件的制備領域。飛秒激光微納加工技術的出現，使得復雜微納器件的制備成為了可能。

對此，吉林大學陳岐岱教授曾在接受《激光制造商情》采訪時表示：飛秒激光微納制備技術最早出現于20世紀90年代中期，當時只能做一些簡單打點、劃線工藝。其精度只可以實現數百納米的范圍，后來比較關鍵的事件是2001年孫洪波教授發表了“納米牛”的工作，它涉及到飛秒激光微納加工，是采用飛秒激光在聚合物材料制作的。這一研究極大地推動了超快激光維納加工的研究進程。

孫洪波教授研究“納米牛”的工作引起了國內外廣泛關注，自此之后許多科研人員在飛秒激光雙光子聚合方面做了大量工作，例如利用飛秒激光制作各種各樣的3D晶片、3D造型，納米尺度的復雜結構，還包括各高校研究機構做的各種仿生結構、生物光子學器件、微流控芯片、三維金屬部件等。

根據荷葉疏水屬性可用飛秒激光制備仿生疏水材料表面，是近年研究一個熱點

超快激光微納加工成為時代“新寵”

超快激光微納加工是一種超精細特種制造技術，可以加工特種材料，實現特殊結構和特定的光、電、機械等性能。該技術雖然可以不再依賴材料來制造工具，拓寬了被加工材料種類，而且無磨損可變形等優點。同時也存在能量投送與利用效率、激光功率與吸收波長選擇、投送的空間精度、工具造型、加工效率與精度等方面的問題有待解決與提升。

近年來，超快激光技術發展極為迅速，隨著高功率皮秒、飛秒激光和光纖超快激光技術的突破和商業化，超快激光已經從實驗室走向實際工業生產應用，成為學術界和激光應用行業的熱門方向。同時，也受到各國的重視，成為時代“新寵”。

飛秒激光直寫技術制造微米尺度牛

超快激光能解決許多常規方法難以達到的高、精、尖、硬、難等等加工問題，實現令人驚奇的加工能力、加工質量和加工效率，產生顯著的經濟和社會效益。

隨著中國市場和科技的發展，超快激光在生物醫療、航空航天、精密機械、能源環境、通信存儲、消費電子等領域有著更為寬廣的應用范圍，而這一市場也將不斷擴大。

超快激光的應用前景巨大，可用于智能手機觸摸屏切割、薄膜刻蝕、太陽能電池晶圓劃片、電路板微鉆孔等，以及在微納結構、生物科研、醫療器具等等，一些應用已經在生產中大顯神通，新的應用不斷涌現，將持續提升微納與精密加工制造技術的新高度。

孫洪波教授演講“超快激光與微納制造”

隨著智能化時代的來臨，人們對材料的需求不斷拓展，柔性材料、透明硬脆材料、復合材料等不斷應用在人們的日常生活中。而在這一過程中，傳統的加工模式已經不能滿足當前科技的發展需求。在此條件下，如何為設備進行精準加工，成為當前科技產業亟待解決的問題！

10月13-14日在深圳國際會展中心（寶安新館）舉行的ALAT 2020中國超快激光微納加工大會，我們特意邀請了超精細激光加工領域的國際知名學者，該領域標志性符號“納米牛”的作者清華大學精密儀器系孫洪波教授來為您現場做技術報告，題目：《飛秒激光仿生制造人工肌肉骨骼系統》（擬）。

清華大學精密儀器系孫洪波教授

孫洪波在國外工作期間，由于他在微納激光制造領域的開創性工作，日本科學技術振興機構建立了以他姓氏命名的“孫”實驗室。歸國執教于吉林大學期間，他成為國家杰出青年基金獲得者，在吉林大學建立了超快光電子學實驗室，幾年期間，研究水平迅速提升到國際前沿，為此，他于2010年獲得中國光學學會頒發的“王大珩光學獎”，該獎由中國光學學會評定，每兩年評審一次，每次授予1-2人。

有著輝煌學術經歷的他，如今是長江學者特聘教授、國家杰出青年基金獲得者，中組部萬人計劃學者、全國百篇優秀博士論文指導教師, IEEE, OSA, SPIE Fellow。研究方向為微納光學工程，具體從事基于超快光譜技術的光電、電光轉換機理和基于光與物質非線性相互作用的微納加工技術及其應用研究。圍繞這一研究內容，發表SCI論文400余篇，被SCI論文引用15000余次，H因子60；研究結果被Nature、Science和Laser Focus World 等雜志專題介紹100余篇次，150余次國際會議邀請報告。目前任Light Science &Applications (Nature Publishing Group)雜志執行主編，Optics Letters和Nanoscale等等十余個國內外雜志編委或顧問編委，任中國光學學會微納光學專業委員會主任、國務院學位委員會學科評議組成員、自然科學基金重大項目負責人。

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這位中國專家曾首次研制“納米牛” 超快激光微納加工進入新時代