本 文 摘 要
一、技术原理与优势,飞秒激光是一种脉冲宽度在飞秒（10⁻¹⁵秒）量级的超短脉冲激光，具备高峰值功率和极短作用时间，可实现微米至纳米级精密加工。其核心优势包括：超低热影响区：几乎不产生热扩散，避免材料变形、裂纹或化学性质改变（如碳化硅、氮化硅加工）。高精度控制：通过非线性吸收效应（如多光子吸收）实现亚微米级加...
超低热影响区：几乎不产生热扩散，避免材料变形、裂纹或化学性质改变（如碳化硅、氮化硅加工）。 高精度控制：通过非线性吸收效应（如多光子吸收）实现亚微米级加工精度，适用于硬脆材料（陶瓷、玻璃）和柔性基底（聚合物）。 三维加工能力：可穿透透明材料内部进行立体结构刻写（如双光子聚合技术）。 汽车零部件：喷油嘴微孔加工（孔径精度±1μm，流量误差≤1）。 半导体与电子： 晶圆划片、芯片切割、指纹模组钻孔（上海镱镭公司提供化光源）。 柔性电路板（FPC）精密切割，无毛刺。 航空航天：涡轮叶片冷却孔加工（镍基合金，孔径0.3mm，热影响区<50μm）。 眼科设备：齐明眼科（上海）的飞秒激光平台（FEMTO LDV系列）用于屈光手术、角膜移植；上海市眼病防治中心采购飞秒设备维保服务（年预算120万元）。 微流控芯片：飞秒直写技术制备生物传感器和组织工程支架。 铌酸锂畴结构制备：上海理工大学与南京大学合作，利用飞秒激光实现纳米级铁电畴控制，登《自然》正刊。 长波红外激光研发：上海光机所实现5–13.5μm宽带可调谐飞秒激光，应用于生物穿透成像。 智能化升级：AI视觉定位+五轴联动系统，提升复杂曲面加工效率30。 多技术融合： 双光子聚合（TPP）向并行多光束刻写发展，提升三维结构加工效率。 激光微射流技术（LMJ®）结合水导激光，实现无热损伤切割（瑞士Synova上海分公司）。 挑战： 高功率系统集成难度大，成本较高（如飞秒设备维保年均40万元）。 超硬材料（如碳化钨）加工中孔径精度需进一步提升。 科研端：上海光机所、上理工在光源技术与光子芯片领域。 产业端：镱镭激光、岳乾激光等企业推动工业级高精度设备国产化。 应用端：医疗（齐明眼科）、汽车（喷油嘴微孔）、半导体（芯片切割）需求持续增长。
一、技术原理与优势
飞秒激光是一种脉冲宽度在飞秒（10⁻¹⁵秒）量级的超短脉冲激光，具备高峰值功率和极短作用时间，可实现微米至纳米级精密加工。其核心优势包括：
二、应用场景（上海案例）
1. 工业精密制造
2. 医疗与生物工程
3. 科研与光子芯片
三、上海核心机构与企业
| 机构/企业 | 技术方向 | 成果/服务 |
| 上海镱镭飞秒激光（2021年成立） | 高功率飞秒固态激光器、OPA光源 | 化飞秒光源，订单超1000万 |
| 齐明眼科器材（上海） | 眼科飞秒手术设备 | FEMTO LDV系列一体化平台（屈光/白内障手术） |
| 上海理工大学光子芯片研究院 | 飞秒激光直写铌酸锂 | 纳米铁电畴结构制备（支持光计算芯片） |
| 上海光机所 | 长波红外飞秒激光技术 | 8.3μm波长脉冲能量43μJ |
| 上海岳乾激光 | 微孔加工、精密切割 | 医疗导管支架雕刻、钨钢微孔加工 |
四、技术趋势与挑战
五、总结
上海在微米级飞秒激光加工领域已形成产学研协同生态：
未来发展方向包括高功率稳定输出、复杂结构智能化加工及绿色制造（能耗降低50）。
