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飛秒激光器輸出線偏振光，通過光闌調節(jié)激光光斑大小，使用半波片改變其偏振方向，從而改變其在直接通過偏振分光棱鏡的偏振方向上的光強，最終實現(xiàn)對激光功率的控制。光束經過若干反射鏡垂直入射到聚焦透鏡上，通過調整透鏡與樣品的距離，使激光的焦點位于待加工樣品表面。待加工樣品放置在三維移動平臺上,并由計算機控制。CCD攝像機及功率計用于加工過程的實時監(jiān)控以及觀察激光能量變動。

飛秒激光加工具有脈沖寬度小、峰值功率高、熱影響區(qū)小等特點，可以在各種材料表面或內部實現(xiàn)突破衍射極限的加工。同時具備三維加工、可設計任意形狀、高加工分辨率和適用材料廣等獨特的優(yōu)勢，使得飛秒激光直寫技術得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用研究。目前已經應用于金屬、半導體、有機物等材料以及各種復雜結構的加工。例如，日本Kawata等利用飛秒激光首次突破衍射極限加工制備出三維納米牛；程亞課題組利用飛秒激光加工各種微光學元件；胡明列課題組利用飛秒激光前向轉移誘導產生金屬納米結構薄膜；趙全忠課題組利用飛秒激光脈沖輻照純石英玻璃，誘導其內部產生缺陷。

（1）在物理、生物、化學、醫(yī)學等研究領域，以及相關交叉學科中具有巨大潛力；

（2）在微流體，微電子，微光學與光電子學，微機電系統(tǒng)等領域有重要的應用前景；

（3）可用于制備低制造成本、復合型材料以及生物兼容材料等3D微納結構；

（4）飛秒激光誘導表面納米結構可以應用在材料表面改性、提高非線性效率、化學反應催化、生物成像等多個領域。