使用材料受到一定的限制，目前的樹脂材料在電性能、機(jī)械性能、熱性能方面與硅材料相比有一定差距。近年來，激光微立體光刻技術(shù)得到了大力研究與開發(fā)。在提高精度與效率方面有如下發(fā)展方向：

　　1)  以面曝光代替點(diǎn)曝光，從而進(jìn)一步縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；

　　2)  在材料方面，研究開發(fā)出更高分辨率的光固化樹脂，如已研制出的雙光近紅外光聚合樹脂為高精度制造奠定了良好基礎(chǔ)；

　　3)  在工藝方面，研究開發(fā)無需任何支撐結(jié)構(gòu)或犧牲層的工藝以及與平面微加工工藝的集成，從而進(jìn)一步簡化工藝，提高加工精度與生產(chǎn)柔性。

　　2.4 激光輔助氣相沉積(LCVD)技術(shù)在化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝

　　固化微成型的兩種零件中，固態(tài)物質(zhì)從氣相通過化學(xué)反應(yīng)沉積在基片表面上。用激光輔助化學(xué)氣相沉積來制作三維微結(jié)構(gòu)，是將聚焦激光微光束通過定域加熱基片，啟動(dòng)并維持CVD 過程，在沉積過程中通過移動(dòng)基片或激光束，將固體結(jié)構(gòu)以很高的分辨率沉積塑型。塑造幾何形狀時(shí)不受平面投影和平面掃描的局限，能制作出復(fù)雜幾何形狀的立體微結(jié)構(gòu)。以特定方式運(yùn)動(dòng)工件臺(tái)并使激光焦斑運(yùn)動(dòng)速度始終與晶體生長速度相同，即可做出所需的微結(jié)構(gòu)。

　　2.5 激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)(SLS)

　　它是快速成型技術(shù)的一種，具有可加工材料范圍廣且可制作任意復(fù)雜三維形狀的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。目前，人們嘗試用SLS 工藝進(jìn)行微機(jī)械的制造。在SLS工藝中，首先在計(jì)算機(jī)上完成符合需要的三維CAD模型，再用分層軟件對(duì)其進(jìn)行分層得到各層截面，采用自動(dòng)控制技術(shù)，使激光有選擇地?zé)Y(jié)出與計(jì)算機(jī)內(nèi)零件截面相對(duì)應(yīng)部分的粉末，使粉末經(jīng)燒結(jié)融化冷卻凝固成型。完成一層燒結(jié)后再進(jìn)行下一層燒結(jié)，且兩層之間燒結(jié)相連。如此層層燒結(jié)、堆積，結(jié)果燒結(jié)部分恰好是與CAD 原型一致的實(shí)體，而未燒結(jié)部分則是松散粉末，可以起到支撐的作用，并在最后很容易清理掉。燒結(jié)系統(tǒng)的精度受以下因素的影響：激光功率、激光焦斑直徑、掃描速度、粉末顆粒直徑、粉末的各向異性以及燒結(jié)過程中的溫度控制等。用SLS 工藝進(jìn)行三維成形，還可以在一個(gè)微結(jié)構(gòu)內(nèi)集成多種材料完成一定的功能。
 

　　其他激光微加工技術(shù)

　　脈沖激光刻蝕成型是激光技術(shù)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，它采用短波長的倍頻激光或皮秒、飛秒激光結(jié)合高精度數(shù)控機(jī)床，刻蝕加工各種材料。用短脈沖在這些材料表面刻蝕，再將材料去除，其表面形成的微結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比用長脈沖加工高得多。2001 年德國HEIDELBERG INSTRUMENTS采用三倍頻(波長354.7nm)，獲得最小可達(dá)5mm的聚焦光斑，最小可加工特征尺寸為10mm，精度為1mm。圖5 為脈沖激光刻蝕在WC/Co 上加工的三維形狀。激光焦斑直徑5mm，x，y 方向進(jìn)給5mm。每層去除1.3mm，平均表面粗糙度為0.16mm。激光微切割成形，原理上與激光刻蝕相同，也是采用倍頻或飛秒激光為光源，對(duì)光束精細(xì)聚焦，精確控制能量的輸入，熱影響小，進(jìn)行微細(xì)去除切割成形。

　　
三、超短脈沖激光在微加工技術(shù)的最新進(jìn)展

　　CO2激光和YAG激光是連續(xù)和長脈沖激光，主要靠聚焦形成高能量密度，從而在局部產(chǎn)生高溫來燒蝕材料，基本上屬于熱加工范疇，加工精度有限。準(zhǔn)分子激光則依靠其短波長(紫外)與材料進(jìn)行光化學(xué)相互作用，其特征尺度可達(dá)到微米量級(jí)，但準(zhǔn)分子激光器所需的氣體是腐蝕性的，難以操控，而且，高強(qiáng)紫外激光對(duì)加工系統(tǒng)的光學(xué)元件容易造成損傷，其應(yīng)用因而受到限制。隨著對(duì)激光領(lǐng)域的深入研究，激光脈沖的時(shí)域?qū)挾缺粔嚎s得越來越短，從納秒(10-9s)量級(jí)到了皮秒(10-12s)量級(jí)直至飛秒(10-l5s)量級(jí)。

　　飛秒脈沖激光具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：(1)脈沖持續(xù)時(shí)間短。飛秒脈沖的持續(xù)時(shí)間可以短至幾個(gè)飛秒，而光在1fs內(nèi)僅僅傳播0.3μm，比大多數(shù)細(xì)胞的直徑還要短；(2)峰值功率極高。飛秒激光將脈沖能量集中在幾個(gè)至幾百個(gè)飛秒的極短時(shí)間內(nèi)，因此其峰值功率很高。例如，將lμJ的能量集中在幾個(gè)飛秒時(shí)間內(nèi)并會(huì)聚成10μm的光斑，其光功率密度可達(dá)到1018W／cm2，將其換算成電場強(qiáng)度則為2×1012V/m，為氫原子中庫侖場強(qiáng)(5×1011V／m)的4倍，這就有可能將電子從原子中直接剝離出來。

　　從激光與透明材料的相互作用機(jī)理來看，脈沖寬度從連續(xù)激光到幾十皮秒，損傷機(jī)制為雪崩電離過程，依賴與初始的電子密度，而材料中的初始電子密度由于材料中雜質(zhì)分布的不均勻而變化很大。因此，損傷閾值變化也很大。對(duì)長脈沖激光損傷閾值定義為可引起損傷幾率為50％的激光能流密度，即長脈沖激光損傷閾值是一個(gè)統(tǒng)計(jì)值。超短脈沖激光的場強(qiáng)極高，束縛電子可以同時(shí)吸收n個(gè)光子直接從束縛能級(jí)躍遷到自由能級(jí)。超短脈沖激光引起的損傷雖然也是雪崩電離過程，但其電子由多光子電離過程產(chǎn)生，不再依賴于材料中的初始電子密度，因此，損傷閾值是精確值。脈沖激光的損傷閾值是隨脈沖寬度下降而明顯減小，到了皮秒量級(jí)，下降速率變緩，到飛秒量級(jí)時(shí)已基本不變。

　　另外，由于超短脈沖激光的損傷閾值很精確，因此將激光的能量控制在正好等于或略高于損傷閾值，則只有高于損傷閾值的部分產(chǎn)生燒蝕，可進(jìn)行低于衍射極限的亞微米加工。飛秒激光可產(chǎn)生超高光強(qiáng)、具有精確且較低的損傷閾值，很小的熱影響區(qū)、幾乎可精密加工所有種類材料，并且，加工精度極高，可進(jìn)行亞微米尺寸的精密加工。