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飞秒激光的迅速发展和应用为激光微纳加工技术的发展提供了难得的机遇。利用飞秒激光照射聚合物材料,通过双光子吸收引发聚合进行微米／纳米结构制备成为了国际关注的热点研究领域,在信息、通讯、微电子、材料、生命科学等领域具有广阔的应用前景。基于飞秒脉冲整形的量子相干控制技术是研究多光子吸收过程的一个最有效的手段,它广泛的应用于原子、分子、半导体纳米结构等体系。本文创造性的将飞秒激光脉冲整形技术用于新型聚合物ITX,研究了整形脉冲对聚合物多光子吸收及聚合过程的影响,实现了对聚合物ITX, SU-8的双光子吸收与双光子聚合以及微纳米加工的相干控制。其主要内容如下：(1)介绍了激光微纳加工技术、量子相干控制、脉冲整形技术的基本概念和研究进展。(2)介绍了基于傅里叶变换的可编程飞秒脉冲整形技术的理论以及主要元件的工作原理。理论模拟了一维相位滤波函数对光场的影响。在π扫描整形条件下,研究了800nm激光脉冲照射下ITX的双光子吸收几率,并探讨了激光场中心频率,聚合物吸收谱中心频率和吸收谱宽度对双光子吸收几率的影响。(3)利用4F脉冲整形实验系统对入射激光进行π相位调制,实现了对聚合物ITX和SU-8的双光子吸收过程的操控。与高斯型极限脉冲的情况相比,ITX与SU-8溶胶的双光子荧光信号分别降低了78%和85%。(4)在含光引发剂ITX的光刻胶和商用光刻胶SU-8上进行脉冲整形激光微加工实验研究。实验结果表明,通过对入射激光的相位整形,我们可以控制双光子聚合的过程。得到了体积为极限脉冲情况下的1/125,衍射极限1/25的微纳米结构。(5)理论计算了中心波长分别为800nm和532nm的飞秒激光同时作用下聚合物分子ITX中(2+1)3光子吸收过程和双光子吸收过程的相干控制。经过相位整形的两束激光引起的3光子吸收几率可以从1%调制至250%,同时可以实现对双光子吸收的相干控制,为下一步实验实现超分辨纳米结构制备提供指导。