2009-08-012024-05-18https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/705300摘要：本計畫針對光電產業在應用飛秒雷射(Femtosecond Laser)加工之關鍵技術，提出系統性的研究分析，協助解決此技術用於微奈米級之微小結構元件開發與製造的相關問題。近年來由於超快雷射(i.e. 飛秒雷射)的發展迅速，其於各領域之應用已經有很多突破性的變化；相較於傳統的雷射加工是光熱機制，飛秒雷射Femtosecond Laser則是經由光化學機制來移除材料。傳統的光熱機制雷射加工指的是物質吸收雷射的能量之後，產生高熱，經過固態、液態及氣態的相變化而形成坑洞。來不及遠離坑洞的材料則堆積在洞口形成毛邊，而使得加工表面的精度受限。再者，傳統的雷射加工往往伴隨著顯著的溫度上升，因此其造成的熱變形一直是雷射加工的瓶頸與研究重點。而新的飛秒雷射則是應用高能量的雷射束直接打斷原子、分子間的鍵結。材料離子化後離開工件表面。由於飛秒雷射加工時間極短，材質的熱擴散效應可以完全忽略。其加工週圍仍然可以擁有高精度的表面。而飛秒雷射所產生的功率密度遠大於較長時間的傳統雷射加工，因此更適合於吸收係數較小的透明材料。 本研究將以工業用玻璃及塑膠(PMMA)為對象，藉由適當的實驗規畫，進行一系列的材料內部之飛秒雷射加工及量測。期以本研究為基礎，建立一適於業界使用飛秒雷射切削透明材料之規範或加工資料庫。本計畫第一階段將以加工微孔洞(micro-void)為基礎，深入探討飛秒雷射加工切除機制。不同的材料特性對所需雷射束強度的要求也會詳加探討。同時改變雷射加工參數，討論不同的加工參數對加工過的微孔洞尺寸及精度的影響。待微孔洞加工參數的資料庫建立之後，則將反向推測在特定材料及特定微孔動尺寸條件之下所需之最佳雷射加工條件。 本計畫預計時程三年；第二，三階段將分別以雷射之微孔加工進行二相流之熱傳分析模式，並針對透明材料內部微細管路(micro-channel)加工進行深入研究。第一階段研究成果已能提供足夠的資訊進行透明材料內部加工，但對於微細管路加工仍有不足。以第一、二階段建立的系飛秒雷射微奈米級之元件開發與製造平面顯示器透明材料femtosecond laserLCDPMMA