文档介绍：分 类 号：TP391 单位代码：10190
研究生学号：201401035 密 级：公 开
硕 士 专 业 学 位 论 文
飞秒激光双光子聚合大面积结构化加工控制系统的研究
Study on the Control System of Large Area Structured Processing
by Femtosecond Laser Two-photon Polymerization
专 业 学 位 名 称： 机 械 工 程
研 究 生 姓 名： 高 瑞
校内指导教师及职称： 林 洁 琼 （教授）
企业指导教师及职称： 高 明 辉 （副研究员）
培 养 单 位： 长春工业大学
2017 年 6 月
长春工业大学工程硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的研究生学位论文，《飞秒激光双光
子聚合大面积结构化加工控制系统的研究》是本人在指导教师
的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明
引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或
撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，
均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结
果由本人承担。
作者签名： 年 月 日
长春工业大学工程硕士学位论文版权使用授权书
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规定。
作 者 签 名： 年 月 日
校内指导教师签名： 年 月 日
企业指导教师签名： 年 月 日
研 究 生 学 位 论 文
摘 要
微纳米精度级别的加工技术目前已经被用于航空航天、组织工程、生物医疗、微纳
机电系统、微流控器件、微纳光学器件、生物芯片、新材料和新能源等诸多领域。其中
飞秒激光双光子聚合（Two-Photon Polymerization，简称 TPP）微纳米加工技术能够制备
微纳米级的三维立体结构，是当今先进制造技术中超精密加工的研究热点之一。由于复
杂三维微纳米结构有着巨大的产业需求，随之对微纳结构器件的加工精度等关键技术指
标提出的要求越来越苛刻。因此飞秒激光双光子聚合微纳米加工系统的研究是目前急需
解决的问题，国内目前的加工系统多处于实验研究阶段，其所能加工的工件尺寸精度、
加工速度、三维结构的加工能力都有很大的限制，尚且没有推出成型的加工设备系统。
本文在此基础上，实验室自主研制出一套飞秒激光双光子聚合大面积快速结构化加工系
统，有效提高了飞秒激光微纳加工的质量和效果，为之后飞秒激光双光子聚合加工技术
的研究提供了保障。论文的主要研究内容如下：
(1) 实验室自主研制的飞秒激光双光子聚合大面积快速结构化加工系统，包括激光
光路系统、宏-微定位系统、二维 X-Y 振镜系统、激光快门和实时监测系统。整个加工
系统用大理石床身和气浮平台作为减振装置，以减小加工过程中的颤振对加工效果的影
响。
(2) 以基于 Aerotech 的 A3200 系统为基础，通过虚拟仪器平台 LabVIEW 开发，实
现了飞秒激光双光子聚合大面积快速结构化加工系统的联动控制。从而极大提升了加工
的效率，保证了加工精度，同时使