本书为“材料先进成型与加工技术丛书”之一。主要围绕先进材料激光制造原理、技术与应用展开论述。本书详述激光与不同材料的相互作用机理，尤其是以飞秒激光为代表的超快激光与材料作用的新机理和新效应，并由此发展多种先进激光制造技术，主要包括激光溅射沉积技术、激光退火技术、激光三维微纳打印光制造技术、飞秒激光非线性光刻技术、飞秒激光周期表面微纳结构诱导技术、飞秒激光低维材料诱导合成技术、飞秒激光柔性微纳器件制备技术及飞秒激光极端制造技术等。本书通过对激光制造技术在不同先进材料领域的应用，展示了激光制造技术对先进材料制备和加工的独特性，推动先进材料制造技术的发展。
样章试读
目录
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总序
前言
第1章 激光原理与技术概述 1
1.1 引言 1
1.1.1 激光技术简介 1
1.1.2 基本原理 2
1.1.3 激光技术发展前沿与趋势 6
1.2 国内激光产业发展现状及趋势 14
1.2.1 激光产业发展现状 14
1.2.2 激光产业发展趋势 17
1.3 总结 19
参考文献 21
第2章 激光与物质的相互作用机理 24
2.1 引言 24
2.2 与金属材料的相互作用 26
2.2.1 基本原理 26
2.2.2 纳秒激光与金属相互作用 28
2.2.3 飞秒激光与金属相互作用 29
2.2.4 飞秒激光与材料作用理论模型 29
2.3 与半导体材料的相互作用 32
2.4 与电介质材料的相互作用 34
2.4.1 基本原理 34
2.4.2 与透明玻璃材料相互作用 34
2.4.3 与聚合物材料相互作用 38
2.5 总结 38
参考文献 39
第3章 激光溅射沉积技术及应用 44
3.1 引言 44
3.2 激光溅射沉积原理 45
3.3 激光溅射沉积研究进展 47
3.3.1 金属薄膜 49
3.3.2 碳化物薄膜 51
3.3.3 氧化物薄膜 55
3.3.4 氮化物薄膜 58
3.4 激光溅射沉积应用前沿 60
3.4.1 光电探测领域 61
3.4.2 新能源领域 64
3.4.3 生物领域 66
3.5 总结 68
参考文献 68
第4章 激光退火技术及应用 77
4.1 引言 77
4.2 激光退火原理 78
4.2.1 激光与物质相互作用 78
4.2.2 激光辐照的热效应 82
4.2.3 激光退火模型 84
4.3 激光退火应用前沿 87
4.3.1 单质的激光退火 87
4.3.2 化合物的激光退火 90
4.3.3 杂化材料的激光退火 96
4.4 总结 99
参考文献 100
第5章 激光三维微纳打印光制造技术 102
5.1 引言 102
5.2 三维打印技术进展 103
5.3 激光三维微纳打印原理 108
5.3.1 激光烧结 108
5.3.2 激光熔覆 110
5.3.3 激光聚合 111
5.4 激光三维打印技术发展 114
5.4.1 金属材料三维打印 114
5.4.2 陶瓷材料三维打印 116
5.4.3 塑料材料三维打印 119
5.4.4 智能材料四维打印 121
5.5 激光三维微纳打印技术应用前沿 123
5.5.1 生物医疗 123
5.5.2 能源行业 124
5.5.3 光学领域 126
5.6 总结 128
参考文献 129
第6章 飞秒激光非线性光刻技术及应用 138
6.1 引言 138
6.2 非线性光刻机理 139
6.2.1 多光子吸收过程 139
6.2.2 双光子聚合过程 140
6.3 光刻胶种类与性能 141
6.3.1 有机光刻胶 142
6.3.2 有机-无机杂化光刻胶 143
6.3.3 水凝胶 146
6.3.4 新型光刻胶 147
6.4 超分辨光刻技术 149
6.4.1 加工工艺改进 149
6.4.2 光刻胶化学组分调制 153
6.4.3 双光束猝灭技术 155
6.5 高效三维纳米光刻技术 158
6.5.1 单光束直写加工 158
6.5.2 多光束干涉加工 159
6.5.3 计算机全息图图案化制造 161
6.5.4 基于相位掩模版的空间光束整形 162
6.6 非线性光刻技术应用前沿 163
6.6.1 微光子器件与系统 163
6.6.2 微电子器件与系统 166
6.6.3 微机械器件与系统 167
6.6.4 生物微器件与系统 168
6.6.5 智能材料与微致动器 170
6.6.6 智能材料与微驱动器 171
6.7 总结 172
参考文献 173
第7章 飞秒激光周期表面微纳结构诱导技术及应用 179
7.1 引言 179
7.2 表面微纳结构的飞秒激光诱导机理 179
7.2.1 电磁理论 181
7.2.2 自组织理论 184
7.3 飞秒激光诱导微纳结构形貌调控技术 185
7.4 不同材料微纳结构的飞秒激光诱导制备 189
7.4.1 金属材料 189
7.4.2 半导体材料 192
7.4.3 透明介质材料 195
7.5 飞秒激光诱导表面微纳结构应用前沿 199
7.5.1 仿生结构色 200
7.5.2 表面润湿性调控 203
7.5.3 摩擦学与表面工程应用 208
7.6 总结 211
参考文献 211
第8章 飞秒激光低维材料诱导合成技术及应用 219
8.1 引言 219
8.2 低维材料的飞秒激光合成机理 221
8.2.1 激光液相烧蚀 221
8.2.2 激光辅助化学气相沉积 223
8.3 飞秒激光可控合成低维材料研究进展 226
8.3.1 金属材料 226
8.3.2 石墨烯材料 229
8.3.3 氧化物材料 231
8.3.4 硫族化物材料 233
8.3.5 氮化物材料 235
8.3.6 其他材料 236
8.4 飞秒激光可控合成低维材料应用前沿 236
8.4.1 催化领域 236
8.4.2 生物化学传感检测领域 238
8.4.3 生物医学领域 239
8.4.4 储能及微电子领域 240
8.5 总结 241
参考文献 242
第9章 飞秒激光柔性微纳器件制备技术及应用 250
9.1 引言 250
9.2 柔性电子材料 251
9.2.1 柔性电极材料 251
9.2.2 柔性半导体材料 255
9.2.3 柔性衬底材料 256
9.3 柔性微纳制造技术 256
9.3.1 光刻 257
9.3.2 直写 258
9.3.3 印刷 261
9.4 飞秒激光柔性制造 265
9.4.1 飞秒激光直写 265
9.4.2 飞秒激光转印 276
9.5 应用前沿 279
9.5.1 柔性基板 279
9.5.2 柔性光伏 280
9.5.3 柔性显示 281
9.5.4 柔性传感 283
9.5.5 其他应用 285
9.6 总结 287
参考文献 287
第10章 飞秒激光极端制造技术及应用 293
10.1 引言 293
10.2 飞秒激光极端条件新材料制备 293
10.2.1 飞秒激光极端环境诱导机理 293
10.2.2 飞秒激光诱导极端相结构 294
10.3 飞秒激光尖端材料制备 298
10.3.1 飞秒激光加工高温合金 298
10.3.2 飞秒激光加工碳纤维增强树脂基复合材料 299
10.4 飞秒激光极端尺寸制造技术 304
10.5 飞秒激光极端尺寸制造前沿应用 307
10.5.1 航空航天领域 307
10.5.2 极端极小尺寸的加工应用 308
10.6 总结 309
参考文献 310
关键词索引 314
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