CN102000912B - 一种激光微纳加工系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光微纳加工系统及方法。根据本发明的系统包括：激光光源，用于提供具有第一波长的第一激光束和具有第二波长的第二激光束，第一激光束和第二激光束的脉冲宽度分别为从纳秒到飞秒范围且第一波长不同于第二波长；光学延迟组件，用于调节第一激光束或第二激光束的光程使得第一激光束与第二激光束到达焦点的时间差不大于待加工光敏材料被激发到激发态的能级寿命；光学聚焦组件，用于将第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦点；和计算机控制的微移动台，用于将其上放置的光敏材料调节至所述焦点。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光微纳加工方法和加工系统，特别涉及一种加工分辨率和加工精度可精确控制的激光微纳加工的方法及系统。
背景技术
半个多世纪以来，光刻技术一直占据微纳米加工技术的统治地位。利用激光技术进行材料加工时，其所能达到的加工分辨率一直受到经典光学衍射极限的限制，难于进行纳米尺度的加工，这一问题是发展纳米光子加工技术需要首先解决的核心科学问题，也是本领域科学家所关注的焦点。
飞秒激光微纳加工是集超快激光技术、显微技术、超高精度定位技术、三维图形CAD制作技术及光化学材料技术于一体的新型超微细加工技术，具有简单、低成本、高分辨率、真三维等特点。该技术利用双光子吸收效应，能够将激光与物质作用范围局限在很小的区域内，从而达到衍射极限以下的加工分辨率。2001年，Satoshi Kawata等人用780nm的飞秒脉冲激光获得了120nm的加工分辨率，并制备出三维纳米牛结构，见Nature，Satoshi Kawata等，2001，412(6848)：697-698。2008年，Xian-Zi Dong等人通过控制激光参数实现了50nm的加工分辨率，见Appl.Phys.Lett.，Xian-Zi Dong等，美国物理研究所，2008，92：091113。Dengfeng Tan等人利用聚合物的收缩效应，在预先加工的长方体间实现了15nm线宽的悬空聚合物纳米线，见Appl.Phys.Lett.，Dengfeng Tan等，美国物理研究所，2007，90：071106。上述有关突破衍射极限的工作均采用单光束进行加工，尚需要一种对加工分辨率和加工精度能够精确控制的方法。
为了进一步提高加工分辨率，一些科学家提出利用一束激光引发光聚合反应，另一束激光限制发生反应的区域，而仅使激发光焦点中心处与材料反应，大大突破了衍射极限。Timothy F.Scott等人用全固态激光器产生的波长473nm激光激发自由基引发光聚合反应，用另一束氩离子激光器产生的波长365nm激光消耗激发光焦点附近的自由基，从而将反应区域限制在激发光焦点极小的范围内，得到了衍射极限以下的加工分辨率，见Science，Timothy F.Scott等，2009，324(5929)，913。Linie Li等人利用飞秒脉冲激光器产生的波长为800nm，脉冲宽度为200fs的近红外激光通过双光子过程引发材料光聚合，利用另一束同样波长，脉冲宽度为50ps的脉冲激光通过单光子过程抑制激发光焦点附近的反应程度，获得了纵向40nm的加工分辨率，见Science，Linjie Li等，2009，324(5929)，910。Trisha L.Andrew等人在光刻胶上覆盖一层光致变色膜，该膜使得氦镉激光器产生的325nm波长的激光透过，而在氦氖激光器产生的633nm波长的激光作用的区域吸收325nm波长的激光，并利用洛埃德镜干涉仪使两束光的干涉条纹明暗相间，仅使极小区域内的325nm波长激光透过光致变色膜与光敏材料作用，获得了横向36nm的加工分辨率，见Science，Trisha L.Andrew等，2009，324(5929)，917。然而，上述技术仅限于对具有可通过光激发和激发态光强制淬灭特性的材料进行加工，难以对其他类型的材料进行加工。
因此，需要一种通过选择与待加工光敏材料吸收特性相匹配的波长精确控制待加工光敏材料的加工分辨率和加工精度的激光微纳加工系统和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工分辨率和加工精度可以精确控制的激光微纳加工方法及系统。通过利用具有与待加工光敏材料的吸收特性相匹配的波长的激光束实现多种功能性材料的加工，扩展微纳加工的材料范围。
本发明提供一种激光微纳加工系统，该系统包括：
激光光源，用于提供具有第一波长的第一激光束和具有第二波长的第二激光束，第一激光束和第二激光束的脉冲宽度分别为从纳秒到飞秒范围且第一波长不同于第二波长；
光学延迟组件，用于调节第一激光束或第二激光束的光程使得第一激光束与第二激光束到达焦点的时间差不大于待加工光敏材料被激发到激发态的能级寿命；
光学聚焦组件，用于将第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦点；和
计算机控制的微移动台，用于将其上放置的光敏材料调节至所述焦点。
优选地，所述第一激光束和所述第二激光束的重复频率为1Hz-100MHz，波长调节范围为157nm-1064nm，偏振态为线偏振、圆偏振或椭圆偏振。
优选地，所述激光光源包括提供第一激光束的第一激光器和提供第二激光束的第二激光器。
优选地，所述激光光源包括：
用于提供第一激光束的第一激光器，
用于将第一激光束分成两部分的分束器，
倍频器，用于将两部分第一激光束之一形成频率为第一激光束频率的倍频的第二激光束，和
用于透过第二激光束的滤波器。
优选地，根据本发明的系统进一步包括用于调节曝光时间的光闸和用于调节曝光能量的光衰减器。
优选地，所述光学延迟组件包括位于一维微移动平台上的四个反射镜，通过调节该一维微移动台改变所述第一激光束或第二激光束的光程。
优选地，所述光学延迟组件包括位于一维微移动平台上的两个直角棱镜，通过调节该一维微移动台改变所述第一激光束或第二激光束的光程。
优选地，所述一维微移动台的移动范围为0.1μm-1m。
优选地，所述光学聚焦组件包括；
分别对第一激光束和第二激光束进行扩束的扩束透镜，
用于将第一激光束和第二激光束叠加为沿同一光路行进的叠加激光束的二向色镜和反射镜，和
用于将叠加激光束聚焦的物镜。
优选地，所述物镜为干燥物镜、水浸物镜或油浸物镜。
优选地，本发明的激光微纳加工系统，进一步包括：
用于改变第一激光束的偏振态的第一波片；
用于改变第二激光束的偏振态的第二波片。
优选地，所述计算机控制的微移动台为三维微移动台，三维微移动台在x、y和z方向移动范围为1nm-200mm。
本发明提供一种激光微纳加工方法，该方法包括以下步骤：
调节激光光源，将激光光源输出的第一激光束和第二激光束分别调节至能够使待加工光敏材料产生双光子效应的第一波长和第二波长，第一激光束和第二激光束的脉冲宽度分别为从纳秒到飞秒范围且第一波长不同于第二波长，
调节第一激光束或第二激光束的光程，使得第一激光束与第二激光束到达该光敏材料的时间差不大于该光敏材料被激发到激发态的能级寿命，
将第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦点，以及
调节微移动台，使微移动台上的光敏材料位于所述焦点以进行微纳加工。
优选地，分别调节所述第一激光束和第二激光束的曝光时间为1ms-10min，分别调节所述第一激光束和第二激光束的曝光能量为作用于光敏材料上的激光平均功率在0.1μW-1W。
优选地，所述光敏材料选自有机光敏材料、无机光敏材料和含有金属离子的光敏材料。
优选地，所述有机光敏材料选自可发生光聚合反应的有机材料、可发生光分解反应的有机材料、含有可发生光交联反应分子的有机材料和含有可发生光异构化反应分子的有机材料。
优选地，所述无机光敏材料选自可发生光聚合反应的无机材料、可发生光分解反应的无机材料、含有可发生光交联反应分子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的无机材料和含有可发生光氧化反应分子的无机材料。
优选地，所述含有金属离子的光敏材料选自含有可发生光还原反应分子的金属离子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的金属离子的有机材料、含有可发生光氧化反应分子的无机材料和含有可发生光氧化反应分子的有机材料。
本发明的优越性：
1.本发明的系统和方法使两束激光实现空间与时间上的叠加，能够在光敏材料中进行纳米尺度的加工，获得高于用单束激光束加工的加工分辨率。
2.本发明所述的方法能够通过分别调节两束光与光敏材料作用的曝光能量和曝光时间，精确控制加工分辨率和加工精度。
3.本发明所述的方法能够通过选择所用激光的波长与不同材料的特性匹配，能够扩展加工材料范围，实现多种功能性材料的加工。
附图说明
图1示出将波长分别为800nm和500nm的两束激光束聚焦在同一焦点处以及将一束800nm激光束聚焦在焦点处的计算光强分布图；
图2示出将波长分别为800nm和400nm的两束激光束聚焦在同一焦点处以及将一束800nm激光束聚焦在焦点处的计算光强分布图；
图3为根据本发明一个实施例的激光加工系统的示意图；
图4为根据本发明另一实施例的激光加工系统的示意图；
图5为本发明一个实施例的光学延迟组件的示意图；
图6为本发明另一实施例的光学延迟组件的示意图；
图7为使用图3的系统分别用800nm单束激光(a)以及用800nm和400nm双束激光的叠加激光束(b)获得的线阵列结构的扫描电子显微镜照片；
图8为使用图3的系统获得的悬空线结构的扫描电子显微镜照片；
图9为使用图3的系统分别用800nm单束激光(a)以及用800nm和400nm双束激光的叠加激光束(b)获得的二维点阵列结构的扫描电子显微镜照片；
图10为使用图3的系统制备的聚合点的扫描电子显微镜照片。
图中，
1、第一脉冲激光器； 2、第二脉冲激光器； 3、半透半反镜；
4、第一反射镜； 5、倍频晶体； 6、滤波器；
7、第一光闸； 8、第二光闸； 9、光学延迟组件；
10、第一透镜； 11、第二透镜； 12、第三透镜；
13、第四透镜； 14、第一波片； 15、第二波片；
16、第一光渐变衰减器； 17、第二光渐变衰减器；
18、二向色镜； 19、第二反射镜； 20、物镜；
21、计算机操纵的三维微移动台； 22、一维微移动平台；
23、第三反射镜； 24、第四反射镜； 25、第五反射镜；
26、第六反射镜； 27、第一直角棱镜； 28、第二直角棱镜；
具体实施方式
下面将参照附图结合本发明优选实施例对本发明进行说明。应当理解，在下面的说明书中，提供许多具体的细节例如对光学元件的说明以便于对本发明实施例的全面了解。然而，本领域普通技术人员应当理解，本发明不仅适用于一个或多个具体的描述，且适用于其它结构元件，波长和材料等。说明书下文中所列举的实施例是示意性的而非限制性的。
将两束不同波长的激光进行叠加并将叠加的激光束作用于同一焦点，该焦点处的光强分布由该两束激光在焦点处的光强分布函数的乘积决定。通过比较表征激光束束斑直径的光强分布函数的半高全宽(FWHM)，可以看出叠加激光束的光强分布函数乘积的FWHM小于传统的采用一束激光的光强平方的FWHM。因此，使用通过叠加两束不同波长的激光得到的叠加激光束作用于具有双光子吸收效应的光敏材料，可以实现高于用单束激光束作用于该具有双光子吸收效应的光敏材料的分辨率的高分辨率的微纳加工。下面将具体分析两束不同波长的激光束叠加得到的叠加光束在同一焦点处的光强分布函数及该光强分布函数与加工分辨率之间的关系。
按照Debye方法，见J.Stamners，Waves in Focal Regions，Adam Hilger，Bristol，1986，对于一束波长为λ、偏振方向为φ的光由孔径角为α的物镜聚焦后的光强分布函数为：
其中，
(式1-1)
(式1-2)
(式1-3)
式中，u和v分别是光学坐标，u＝znk sin2α，v＝rnk sinα；k＝2π/λ，
NA为物镜数值孔径，n为待加工材料的折射率；J0、J1、J2均为一类贝塞尔函数；φ＝0或π/2分别指激光的偏振方向为x和y。
由上式可以看出，激光束波长λ不同，偏振方向不同，其光强分布函数则不同。对于两束不同波长的激光由同一个物镜聚焦在同一焦点，需分别计算各自的光强分布函数I1和I2，再做乘积来计算叠加光束在焦点的光强分布。
以将沿z方向传播的λ1＝800nm的第一激光和λ2＝500nm的第二激光，由NA＝1.45的物镜聚焦在折射率n＝1.515的材料中为例，计算焦点处的横向于激光传播方向的光强分布函数I1与I2的乘积，所得到的结果如图1所示。
图1中，I1、I2分别表示800nm激光和500nm激光的激光光强，Ix和Iy分别表示所用激光为沿x和y方向偏振的线偏振光。从光强分布的半高全宽(FWHM)可以看出将两束不同波长激光进行叠加形成的叠加激光束在焦点的光强分布函数乘积的FWHM小于一束800nm激光光束在焦点的光强分布函数平方的FWHM，而且激光的偏振方向对FWHM也有影响。
以将沿z方向传播的λ1＝800nm的第一激光和λ2＝400nm的第二激光，由NA＝1.45的物镜聚焦在折射率n＝1.515的材料中为例，计算焦点处的光强在横向于激光传播方向的分布函数I1与I2的乘积，所得到的结果如图2所示。
图2中，I1、I2分别表示800nm和400nm的激光光强，Ix和Iy分别表示所用激光为沿x和y方向偏振的线偏振光。从光强分布的FWHM可以看出将两束不同波长激光进行叠加形成的叠加激光束在焦点的光强分布函数乘积的FWHM小于一束800nm激光光束在焦点的光强分布函数平方的FWHM，而且激光的偏振方向对FWHM也有影响。
由公式1以及图1和图2所示的计算结果可知，由不同波长的两束激光聚焦到同一焦点形成的束斑的直径小于传统的利用一束激光的双光子效应形成的束斑直径。换句话说，当用两束不同波长的激光束形成的叠加光束对具有双光子吸收效应的光敏材料进行加工时，其分辨率要高于传统的利用单束激光的双光子效应进行加工的分辨率。进一步，通过分别调节两束激光束的偏振方向，可以进一步提高加工分辨率。
下面结合优选实施例对本发明的激光微纳加工系统进行进一步的说明。
图3示出了根据本发明一个实施例的激光微纳加工系统的示意图。该激光微纳加工系统100包括：激光器1，半透半反镜3，倍频器，例如倍频晶体5，光学延迟组件9，光学聚焦组件和移动台21。激光器1用于产生脉冲宽度为从纳秒到飞秒范围的脉冲激光。在激光器1的输出光路上放置半透半反镜3用于形成透射光和反射光。透射光路上沿主轴依次放置倍频晶体5和滤波器6。滤波器6用于对倍频光束进行滤波，其输出能量中倍频激光的能量与滤波器输出能量之比不小于99.5％。系统100可进一步包括例如透射倍频光路径上位于滤波器后的透镜12，13用于将倍频光扩束。在半透半反镜3的反射光路上沿主轴放置反射镜4使反射基频光光路与透射倍频光光路平行，其后放置光学延迟组件9用于调节光程使两束激光束到达焦点的时间差不大于待加工光敏材料被激发到激发态的能级寿命，再后是用于将基频光扩束的透镜10和11。系统100可进一步包括分别位于透射光路和反射光路上的波片15，14，用于分别调节透射光路和反射光路上激光的偏振态。所述波片优选为工作波长为所在光路激光波长的全波片、半波片和四分之一波片。系统100的光学聚焦组件例如包括用于将两束激光叠加为一束激光的二向色镜18和反射镜19，以及用于将激光束聚焦在放置在计算机操纵的三维微移动台21上的光敏材料的物镜20。所述物镜优选为干燥物镜、水浸物镜或油浸物镜，数值孔径为0.7-1.65，放大倍数为10-100。计算机操纵的三维微移动台在x、y和z方向移动范围优选为1nm-200mm。系统100可进一步包括分别位于透射光路和反射光路上的用于调节曝光时间的光闸8，7，以及分别位于透射光路和反射光路上用于调节曝光能量的光衰减器17，16。优选地，透镜10，12，12和13的焦距分别在1mm-500mm范围内。根据该优选实施例的激光微纳加工系统，将基频激光束和倍频激光束形成沿同一光路传播的叠加激光束，并将该叠加激光束聚焦在同一焦点用于对待加工光敏材料进行加工，提供了一种以高分辨率和高加工精度对光敏材料进行微纳加工的方法。
图4示出了根据本发明另一实施例的激光微纳加工系统的示意图。激光微纳加工系统200包括：激光器1，激光器2，光学延迟组件9，光学聚焦组件和移动台21。激光器1用于产生具有第一波长的脉冲宽度为从纳秒到飞秒范围的第一脉冲激光。激光器2替代图3中所示半透半反镜3，反射器4，倍频晶体5，滤波器6，用于产生具有不同于第一波长的第二波长的脉冲宽度为从纳秒到飞秒范围的第二脉冲激光。在系统200中，除激光器2外，系统的其他结构与图3所示系统100相同。
本发明利用激光进行微纳加工的方法是在本发明的系统中进行的，例如包括如下步骤：
1)打开激光光源，将第一激光束和第二激光束分别调至能够使待加工光敏材料产生双光子效应的第一波长和第二波长，输出平均功率在1mW-10W范围内，波长在157nm-1064nm范围内，搭建本发明的系统。
2)调节第一激光束或第二激光束的光程，使得第一激光束与第二激光束到达该光敏材料的时间差不大于该光敏材料被激发到激发态的能级寿命，
3)通过平行主轴方向调节扩束系统中的透镜，并利用计算机操纵的三维微移动台使两束光经物镜聚焦在同一个焦平面上；
4)调节本发明的系统中所述的反射镜、半透半反镜、直角棱镜和二向色镜，使两束光经物镜聚焦在同一个焦平面上的同一个点。
5)将光敏材料置于计算机操纵的三维微移动台上的样品台上，通过波片控制激光的偏振态，通过光闸控制曝光时间在1ms-10分钟，通过例如光渐变衰减器控制作用于光敏材料上的激光平均功率在0.1μW-1W范围内；
6)利用电脑操纵的三维移动台的运动实现两束光叠加后的焦点在光敏材料中扫描加工。
通过后处理过程获得加工的结构：将步骤3)所得到的经两束光作用后的光敏材料经洗涤、加热分解、烧蚀、刻蚀、显影等工艺，根据材料的种类选择相应的工艺条件；将未与光进行相互作用的光敏材料部分去除以得到负型结构，或将与光进行相互作用的光敏材料部分去除以得到正型结构。
在上述的技术方案中，所述光敏材料为有机光敏材料、无机光敏材料、或含有金属离子的光敏材料。
在上述的技术方案中，所述有机光敏材料为可发生光聚合反应的有机材料、可发生光分解反应的有机材料、含有可发生光交联反应分子的有机材料或含有可发生光异构化反应分子的有机材料。
在上述的技术方案中，所述无机光敏材料为可发生光聚合反应的无机材料、可发生光分解反应的无机材料、含有可发生光交联反应分子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的无机材料或含有可发生光氧化反应分子的无机材料。
在上述的技术方案中，所述含有金属离子的光敏材料为含有可发生光还原反应分子的金属离子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的金属离子的有机材料、含有可发生光氧化反应分子的无机材料、含有可发生光氧化反应分子的有机材料。
下面结合具体实例说明根据本发明的激光微纳加工系统和方法所获得的高加工分辨率。
实例1
以下结合根据本发明的激光微纳加工系统，以及利用该系统对放置在玻璃基板上的商品名为SCR500的光刻胶中制备线阵列结构的具体实施步骤进行详细地说明。
激光微纳加工系统100包括：激光器1，半透半反镜3，倍频晶体5，光学延迟组件9，光学聚焦组件和移动台21。激光器1例如选用钛宝石飞秒脉冲激光器，其输出波长为800nm，脉冲宽度为100fs，脉冲重复频率为82MHz，光束直径为1.8mm，偏振态为线偏振的激光束。钛宝石飞秒脉冲激光器1的输出光路上放置有例如用BK7玻璃制作的半透半反镜3，其透反射比例如为7∶3，以形成透射光和反射光。透射光路上的倍频器例如包括沿主轴依次放置的诸如厚度为1mm的I型BBO倍频晶体5和过滤800nm波长的干涉滤波器6。透射光经过倍频晶体后得到纯净的光束直径为1.2mm的400nm波长倍频光，其中400nm波长激光的能量与滤波器输出激光的能量之比不小于99.5％。系统100可进一步包括例如透射路径上的焦距为60mm的透镜12和焦距为150mm的透镜13作为扩束透镜用于将倍频光扩束。在半透半反镜3的反射光路上沿主轴放置例如用BK7玻璃制作的反射镜4使反射光路与透射光光路平行，其后放置光学延迟组件9用于调节光程使两束激光束到达焦点的时间差不大于该光敏材料被激发到激发态的能级寿命。该光学延迟组件9例如包括一维微移动平台22和四块用BK7玻璃制作的反射镜23，24，25和26，如图5所示。光学延迟组件后放置例如焦距为35mm的透镜10和焦距为150mm的透镜11，用于将基频光扩束。其后放置工作波长等于800nm的半波片14，其光轴方向与基频光的偏振方向一致。光学聚焦组件包括用BK7玻璃制作的二向色镜18和在倍频光路后的用BK7玻璃制作的反射镜19将两束光合为一路，并通过其后的数值孔径为1.45、放大倍数为100倍的油浸物镜20，聚焦在放置在计算机操纵的三维微移动台21上的光敏材料内部。调节计算机操纵的例如三维微移动台21使两束光叠加后的焦点在玻璃基板和光敏材料的界面上并设置其运动速度为10nm/ms。调节光渐变衰减器17使400nm波长光的平均功率为2.3μW、调节光渐变衰减器16使800nm波长光的平均功率在14.91mW～11.19mW范围变化，在光敏材料中进行曝光，用无水乙醇溶液将未与光进行相互作用的光敏材料部分去除，在玻璃基底表面上获得的线阵列结构如图7(b)所示。图7(b)中线阵列结构中从左至右各线的800nm波长激光的平均功率依次为14.91mW、14.50mW、14.09mW、13.73mW、13.36mW、13.02mW、12.68mW、12.36mW、12.06mW、11.77mW、11.48mW和11.19mW。可以看出，在保持400nm波长激光束加工功率保持不变的情况下，通过减小800nm波长激光束加工功率，可以提高光敏材料的加工分辨率。该实例在400nm波长激光的平均功率为2.3μW、800nm波长激光的平均功率11.19mW加工条件下可获得加工分辨率小于100nm的线结构。
对比例1
对上述实例1，仅用800nm单束激光束对光敏材料进行曝光，其他实验条件保持相同，得到对比实验结果。调节光渐变衰减器17使400nm波长光的功率为0W、调节光渐变衰减器16使800nm波长光的平均功率在14.91mW～13.36mW范围变化，在光敏材料中进行曝光，用无水乙醇溶液将未与光进行相互作用的光敏材料部分去除，在玻璃基底表面上获得的线阵列结构如图7(a)所示。图7(a)中线阵列结构中从左至右各线的800nm波长激光的平均功率依次为14.91mW、14.50mW、14.09mW、13.73mW、13.36mW。进一步减小激光功率，将不能获得所需的线结构。该实例在800nm波长激光的平均功率13.36mW加工条件下可获得加工分辨率为120nm的线结构。
可以看出，采用根据本发明的激光微纳加工系统和方法通过改变800nm激光的加工功率得到小于100nm的加工分辨率，优于利用传统的一束800nm激光得到的120nm分辨率，并且根据使用两束激光束的加工能量低于使用单束激光束的加工能量。
实例2
以下结合附图3对本发明的系统，以及利用该系统在放置在玻璃基板上的商品名为SCR500的光刻胶中制备悬空线结构的具体实施步骤进行详细地说明：
该系统包括：激光器1选用钛宝石飞秒脉冲激光器，该激光器1的输出波长为800nm，脉冲宽度为100fs，脉冲重复频率为82MHz，光束直径为1.8mm，偏振态为线偏振；首先打开钛宝石飞秒脉冲激光器1，输出光路上放置一块用BK7玻璃制作的半透半反镜3，透反射比为7∶3；在透射光路上沿主轴依次放置一块厚度为1mm的I型BBO倍频晶体5和一块过滤800nm波长的干涉滤波器6得到纯净的光束直径为1.2mm的400nm波长倍频光，并通过焦距为60mm的透镜12和焦距为150mm的透镜13将倍频光扩束；在半透半反镜3的反射光路上沿主轴放置一块用BK7玻璃制作的反射镜4使其与另一光路平行，其后放置由一维微移动平台22和两块用BK7玻璃制作的直角棱镜27和28组成光学延迟组件9，如图6所示，并通过焦距为35mm的透镜10和焦距为150mm的透镜11将基频光扩束，其后放置工作波长为800nm的半波片14，其光轴方向与基频光的偏振方向一致；利用在基频光路后放置的一块用BK7玻璃制作的二向色镜18和在倍频光路后放置的一块用BK7玻璃制作的反射镜19将两束光合为一路，并通过其后的数值孔径为1.45、放大倍数为100倍的油浸物镜20，聚焦在放置在计算机操纵的三维微移动台21上的光敏材料内部；设置计算机操纵的三维微移动台21的运动速度为170nm/ms，调节光渐变衰减器16和17使400nm波长光的平均功率为2.5μW、800nm波长光的平均功率为12.23mW，在光敏材料中进行曝光，用无水乙醇溶液将未与光进行相互作用的光敏材料部分去除，在预先加工的间距为1μm的长方体间获得的悬空线结构如图8所示，分辨率小于25nm。
实例3
以下结合图3对本发明的系统，以及利用该系统在放置在玻璃基板上的商品名为SCR500的光刻胶中制备二维点阵列结构的具体实施步骤进行详细地说明：
该系统包括：激光器1选用钛宝石飞秒脉冲激光器，该激光器1的输出波长为800nm，脉冲宽度为100fs，脉冲重复频率为82MHz，光束直径为1.8mm，偏振态为线偏振；首先打开钛宝石飞秒脉冲激光器1，输出光路上放置一块用BK7玻璃制作的半透半反镜3，透反射比为7∶3；在透射光路上沿主轴依次放置一块厚度为1mm的I型BBO倍频晶体5和一块过滤800nm波长的干涉滤波器6得到纯净的光束直径为1.2mm的400nm波长倍频光，并通过焦距为60mm的透镜12和焦距为150mm的透镜13将倍频光扩束；在半透半反镜3的反射光路上沿主轴放置一块用BK7玻璃制作的反射镜4使其与另一光路平行，其后放置由一维微移动平台22和四块用BK7玻璃制作的反射镜组成光学延迟组件9，并通过焦距为35mm的透镜10和焦距为150mm的透镜11将基频光扩束，其后放置工作波长为800nm的半波片14，其光轴方向与基频光的偏振方向夹角为45°；利用在倍频光路后放置的一块用BK7玻璃制作的二向色镜18和在基频光路后放置的一块用BK7玻璃制作的反射镜19将两束光合为一路，并通过其后的数值孔径为1.45、放大倍数为100倍的油浸物镜20，聚焦在放置在计算机操纵的三维微移动台21上的光敏材料内部；调节计算机操纵的三维微移动台21使两束光叠加后的焦点在玻璃基板和光敏材料的界面上；调节光闸7和8使两束光的曝光时间均为100ms。调节光渐变衰减器16使400nm波长光的平均功率在6.0μW～4.2μW范围变化、调节光渐变衰减器16使800nm波长光的平均功率在15.02mW～10.34mW范围变化，在光敏材料中进行曝光，用无水乙醇溶液将未与光进行相互作用的光敏材料部分去除，在玻璃基底表面上获得的二维点阵列结构如图9(b)所示。图9(b)中，从左至右保持400nm波长的平均功率不变，调节800nm波长激光的平均功率依次为15.02mW、14.12mW、13.20mW、12.34mW、11.50mW、10.84mW、10.34mW；从上至下保持800nm波长的平均功率不变，调节400nm波长激光的平均功率依次为6.0μW、5.8μW、5.6μW、5.4μW、5.2μW、5.0μW、4.8μW、4.6μW。该实例在400nm波长激光的平均功率4.6μW，800nm波长激光的平均功率10.84mW加工条件下可获得分辨率小于130nm。
对比例3
对上述实例3，仅用800nm单束激光束对光敏材料进行曝光，其他实验条件保持相同，得到对比实验结果。调节光渐变衰减器17使400nm波长光的功率为0W、调节光渐变衰减器16使800nm波长光的平均功率在15.02mW～13.20mW范围变化，在光敏材料中进行曝光，用无水乙醇溶液将未与光进行相互作用的光敏材料部分去除，在玻璃基底表面上获得的点阵列结构如图9(a)所示。图9(a)中800nm波长激光的平均功率依次为15.02mW、14.12mW、13.20mW，在13.20mW平均功率下得到加工分辨率为155nm。使用800nm的激光束低于13.20mW平均功率时，无法得到点结构。
可以看出，采用根据本发明的激光微纳加工系统和方法通过分别改变两束激光束的加工功率，得到小于130nm的加工分辨率，优于利用传统的一束800nm激光得到的155nm分辨率，并且根据使用两束激光束的加工能量低于使用单束激光束的加工能量。
实例4
以下结合附图对本发明的系统，以及利用该系统在放置在玻璃基板上的商品名为SCR500的光刻胶中制备聚合点的具体实施步骤进行详细地说明：
该系统包括：激光器1选用钛宝石飞秒脉冲激光器，该激光器1的输出波长为800nm，脉冲宽度为100fs，脉冲重复频率为82MHz，光束直径为1.8mm，偏振态为线偏振；首先打开钛宝石飞秒脉冲激光器1，输出光路上放置一块用BK7玻璃制作的半透半反镜3，透反射比为7∶3；在透射光路上沿主轴依次放置一块厚度为1mm的I型BBO倍频晶体5和一块过滤800nm波长的干涉滤波器6得到纯净的光束直径为1.2mm的400nm波长倍频光，并通过焦距为60mm的透镜12和焦距为150mm的透镜13将倍频光扩束；在半透半反镜3的反射光路上沿主轴放置一块用BK7玻璃制作的反射镜4使其与另一光路平行，其后放置由一维微移动平台22和四块用BK7玻璃制作的反射镜组成光学延迟组件9，并通过焦距为35mm的透镜10和焦距为150mm的透镜11将基频光扩束，其后放置工作波长为800nm的半波片14，调节其光轴方向使基频光与倍频光的偏振方向夹角分别为0°、45°和90°；利用在倍频光路后放置的一块用BK7玻璃制作的二向色镜18和在基频光路后放置的一块一块用BK7玻璃制作的反射镜19将两束光合为一路，并通过其后的数值孔径为1.45、放大倍数为100倍的油浸物镜20，聚焦在放置在计算机操纵的三维微移动台21上的光敏材料内部；调节计算机操纵的三维微移动台21使两束光叠加后的焦点在玻璃基板和光敏材料的界面上；调节光闸7和8使两束光的曝光时间均为100ms，调节光渐变衰减器16和17使400nm波长光的平均功率为5.8μW，800nm波长光的平均功率对于所述三种偏振方向分别为12.34mW、13.20mW和11.79mW，在光敏材料中进行曝光，用无水乙醇溶液将未与光进行相互作用的光敏材料部分去除，在玻璃基底表面上获得的聚合点如图10所示，分辨率小于135nm。由此可见，通过改变激光束的偏振方向，可以改善根据本发明实施例的激光加工系统的加工精度。
虽然这里在有限数量的实施例的上下文中说明并描述了本发明，可以在不脱离本发明的基本特征的精神之内以多种形式实施本发明。因此，总体地讲，说明并描述的实施例将认为是作为说明但不作为限制。例如，根据调整曝光时间就能给出上述详细的说明。然而，上述的技术可以相同地应用于增益控制。例如代替增加或减少曝光量，可以类似地增加或减少增益量。此外，根据需要可以增加或减少曝光时间和增益的数量。因此，附加的权利要求书而不仅仅通过前面的说明书表示本发明的范围，希望在此由权利要求书等同的意思和范围之内将包含所有的变化。
本发明获得国家973计划(2010CB934103)资助。
Claims (24)
1.一种激光微纳加工系统，包括：
激光光源，用于提供具有第一波长的第一激光束和具有第二波长的第二激光束，第一激光束和第二激光束的脉冲宽度分别为从纳秒到飞秒范围且第一波长不同于第二波长，所述第一波长和第二波长能够使待加工光敏材料产生双光子效应；
光学延迟组件，用于调节第一激光束或第二激光束的光程使得第一激光束与第二激光束到达焦点的时间差不大于待加工光敏材料被激发到激发态的能级寿命；
光学聚焦组件，用于将第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦点；和
计算机控制的微移动台，用于将其上放置的光敏材料调节至所述焦点，其特征在于，所述第一激光束和所述第二激光束的重复频率为1Hz-100MHz，波长调节范围为157nm-1064nm，偏振态为线偏振、圆偏振或椭圆偏振。
2.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述激光光源包括提供第一激光束的第一激光器和提供第二激光束的第二激光器。
3.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述激光光源包括：
用于提供第一激光束的第一激光器，
用于将第一激光束分成两部分的分束器，
倍频器，用于将两部分第一激光束之一形成频率为第一激光束频率的倍频的第二激光束，和
用于透过第二激光束的滤波器。
4.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，进一步包括用于调节曝光时间的光闸和用于调节曝光能量的光衰减器。
5.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述光学延迟组件包括位于一维微移动平台上的四个反射镜，通过调节该一维微移动台改变所述第一激光束或第二激光束的光程。
6.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述光学延迟组件包括位于一维微移动平台上的两个直角棱镜，通过调节该一维微移动台改变所述第一激光束或第二激光束的光程。
7.根据权利要求5或6所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述一 维微移动台的移动范围为0.1μm-lm。
8.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述光学聚焦组件包括；
分别对第一激光束和第二激光束进行扩束的扩束透镜，
用于将第一激光束和第二激光束叠加为沿同一光路行进的叠加激光束的二向色镜和反射镜，和
用于将叠加激光束聚焦的物镜。
9.根据权利要求8所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述物镜为干燥物镜、水浸物镜或油浸物镜。
10.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，进一步包括：
用于改变第一激光束的偏振态的第一波片；
用于改变第二激光束的偏振态的第二波片。
11.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述计算机控制的微移动台为三维微移动台，三维微移动台在x、y和z方向移动范围为1nm-200mm。
12.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，包括：
脉冲激光器，用于产生具有第一波长的第一激光束，
半透半反镜，用于将第一激光束分为沿第一光路行进的第一激光束和沿第二光路行进的第二激光束，
按顺序位于第一光路上的第一反射镜、第一光闸、光学延迟组件、第一透镜、第二透镜、第一波片和第一光渐变衰减器，
按顺序位于第二光路上的倍频晶体、滤波器、第二光闸、第三透镜、第四透镜、第二波片和第二光渐变衰减器，
用于将第一激光束和第二激光束聚焦至同一焦点的二向色镜、第二反射镜和物镜，以及
计算机控制的三维微移动台。
13.根据权利要求1所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述光敏材料选自有机光敏材料、无机光敏材料和含有金属离子的光敏材料。
14.根据权利要求13所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述有机光敏材料选自可发生光聚合反应的有机材料、可发生光分解反应的有机材料、含有可发生光交联反应分子的有机材料和含有可发生光异构化反应分子的有机材料。
15.根据权利要求13所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述无机光敏材料选自可发生光聚合反应的无机材料、可发生光分解反应的无机材料、含有可发生光交联反应分子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的无机材料和含有可发生光氧化反应分子的无机材料。
16.根据权利要求13所述的激光微纳加工系统，其特征在于，所述含有金属离子的光敏材料选自含有可发生光还原反应分子的金属离子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的金属离子的有机材料、含有可发生光氧化反应分子的无机材料和含有可发生光氧化反应分子的有机材料。
17.一种激光微纳加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
调节激光光源，将激光光源输出的第一激光束和第二激光束分别调节至能够使待加工光敏材料产生双光子效应的第一波长和第二波长，第一激光束和第二激光束的脉冲宽度分别为从纳秒到飞秒范围且第一波长不同于第二波长，
调节第一激光束或第二激光束的光程，使得第一激光束与第二激光束到达该光敏材料的时间差不大于该光敏材料被激发到激发态的能级寿命，
将第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦点，以及
调节微移动台，使微移动台上的光敏材料位于所述焦点以进行微纳加工，其特征在于，所述第一激光束和所述第二激光束的重复频率为1Hz-100MHz，波长调节范围为157nm-1064nm，偏振态为线偏振、圆偏振或椭圆偏振。
18.根据权利要求17所述的激光微纳加工方法，其特征在于，所述将第一激光束和第二激光束聚焦到同一焦点进一步包括：
分别将所述第一激光束和所述第二激光束扩束；
将扩束后的第一激光束和扩束后的第二激光束叠加，得到沿同一光路行进的叠加激光束；
将叠加激光束聚焦到同一焦点，对焦点处的所述光敏材料进行加工。
19.根据权利要求17所述的激光微纳加工方法，进一步包括以下步骤：
通过分别调节位于第一激光束光路和位于第二激光束光路上的光闸改变第一激光束和第二激光束的曝光时间；和
通过分别调节位于第一激光束光路和位于第二激光束光路上的光衰减器改变第一激光束和第二激光束的曝光能量。
20.根据权利要求17所述的激光微纳加工方法，其特征在于，分别调节所述第一激光束和第二激光束的曝光时间为1ms-10min，分别调节所述第一激光束和第二激光束的曝光能量为作用于光敏材料上的激光平均功率在 0.1μW-1W。
21.根据权利要求17所述的激光微纳加工方法，其特征在于，所述光敏材料选自有机光敏材料、无机光敏材料和含有金属离子的光敏材料。
22.根据权利要求17所述的激光微纳加工方法，其特征在于，所述有机光敏材料选自可发生光聚合反应的有机材料、可发生光分解反应的有机材料、含有可发生光交联反应分子的有机材料和含有可发生光异构化反应分子的有机材料。
23.根据权利要求17所述的激光微纳加工方法，其特征在于，所述无机光敏材料选自可发生光聚合反应的无机材料、可发生光分解反应的无机材料、含有可发生光交联反应分子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的无机材料和含有可发生光氧化反应分子的无机材料。
24.根据权利要求17所述的激光微纳加工方法，其特征在于，所述含有金属离子的光敏材料选自含有可发生光还原反应分子的金属离子的无机材料、含有可发生光还原反应分子的金属离子的有机材料、含有可发生光氧化反应分子的无机材料和含有可发生光氧化反应分子的有机材料。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102285635B (zh) * | 2011-07-28 | 2014-07-23 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种利用激光制作金属微纳结构的系统与方法 |
| CN102320553B (zh) * | 2011-07-04 | 2014-11-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 利用激光双光子直写技术制作微纳结构器件的方法 |
| TWI469762B (zh) * | 2011-11-25 | 2015-01-21 | Ind Tech Res Inst | 具有微奈米結構之電燒刀及其製造方法 |
| CN102627257A (zh) * | 2012-04-16 | 2012-08-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 在透明材料中制备三维流体通道的方法 |
| CN102621823A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-08-01 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 多光束并行激光直写装置及其直写方法 |
| CN102925938B (zh) * | 2012-09-14 | 2015-06-03 | 中国科学院半导体研究所 | 一种对激光镀层进行处理的系统 |
| CN103545705B (zh) * | 2013-11-05 | 2016-01-20 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 调节激光频率的方法及激光频率调节系统 |
| CN103692083A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-04-02 | 西安交通大学 | 一种基于激光双波复合加工调整微深孔形状和形貌的系统 |
| CN103658993B (zh) * | 2013-12-11 | 2015-05-06 | 北京理工大学 | 基于电子动态调控的晶硅表面飞秒激光选择性烧蚀方法 |
| CN103803485A (zh) * | 2013-12-29 | 2014-05-21 | 北京工业大学 | 激光直写玻璃表面制备光学微结构的方法 |
| CN103878496A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-06-25 | 北京理工大学 | 一种飞秒激光高效率加工大深径比高质量微孔的方法 |
| CN103934576A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-23 | 北京理工大学 | 一种飞秒激光诱导材料表面二维周期性结构的方法 |
| CN104155851B (zh) * | 2014-08-01 | 2017-11-07 | 南方科技大学 | 一种飞秒激光双光子聚合微纳加工系统及方法 |
| CN104175559A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-03 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 基于纳米颗粒的液相激光三维打印系统及方法 |
| CN104439716A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-25 | 深圳锜宏伟科技有限公司 | 激光加工系统及激光加工方法 |
| CN104625417B (zh) * | 2014-12-29 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | 基于电子动态调控的飞秒激光控制镍表面形貌的方法 |
| CN104568710B (zh) * | 2015-01-22 | 2017-03-08 | 福建师范大学 | 一种高时空分辨光学检测与显微成像方法与装置 |
| CN104733994B (zh) * | 2015-03-31 | 2018-05-15 | 绍兴天宏激光科技有限公司 | 一种极紫外激光的调q装置 |
| CN106707692B (zh) | 2015-07-27 | 2018-03-27 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种跨尺度结构协同工作的无掩模光刻系统 |
| DE102016201418A1 (de) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Kjellberg-Stiftung | Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Bearbeitung |
| CN105562939A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-05-11 | 苏州大学 | 一种印刷电路板的多波长飞秒激光扫描刻蚀加工方法 |
| JP6802093B2 (ja) * | 2017-03-13 | 2020-12-16 | 株式会社ディスコ | レーザー加工方法およびレーザー加工装置 |
| CN107096998A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-08-29 | 英诺激光科技股份有限公司 | 一种利用超快激光进行抗腐蚀打标的方法 |
| CN109702325B (zh) * | 2017-07-06 | 2020-09-01 | 温州职业技术学院 | 一种动态调节脉冲能量与时间间隔的激光加工方法 |
| CN107442942B (zh) * | 2017-07-16 | 2019-02-26 | 北京工业大学 | 激光划线扫描材料制备点阵式表面织构的方法 |
| CN107378235B (zh) * | 2017-09-11 | 2019-02-01 | 中南大学 | 飞秒激光加工系统及方法 |
| CN108279550B (zh) * | 2018-01-08 | 2021-07-27 | 武汉舒博光电技术有限公司 | 一种双光束微纳光学制造方法 |
| CN109277692B (zh) * | 2018-12-04 | 2020-12-01 | 湘潭大学 | 聚二甲基硅氧烷表面微纳结构飞秒激光双脉冲调控方法 |
| CN109865939A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-06-11 | 华东师范大学 | 一种双飞秒激光束柱透镜汇聚干涉制备大面积周期微纳结构的装置 |
| CN110653485B (zh) * | 2019-10-16 | 2021-07-27 | 东南大学 | 一种跨尺度三维激光直写加工装置 |
| CN112824964B (zh) * | 2019-11-15 | 2022-10-21 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 潜望式摄像模组及其组装方法 |
| CN111438438B (zh) * | 2020-01-15 | 2024-07-26 | 长沙昆仑精密科技有限公司 | 一种激光高效大面积动态干涉加工装置及方法 |
| CN112518102A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-03-19 | 暨南大学 | 一种蝶翅仿生结构色的制备方法及系统 |
| CN112505001B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-02-15 | 华中科技大学 | 一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置及方法 |
| CN112845387B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-12-23 | 武汉理工大学 | 一种超薄网格薄膜用激光清洗装置及薄膜用激光清洗方法 |
| CN112816598A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-05-18 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种纳秒激光快速热解分析装置 |
| CN113156773B (zh) * | 2021-03-31 | 2024-02-09 | 华中科技大学 | 一种合作吸收双光束超分辨光刻系统及方法 |
| CN114509836B (zh) * | 2022-02-25 | 2022-10-18 | 中山大学 | 一种正交光栅型微纳结构的制备方法及制备系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6285002B1 (en) * | 1999-05-10 | 2001-09-04 | Bryan Kok Ann Ngoi | Three dimensional micro machining with a modulated ultra-short laser pulse |
| US6809291B1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-10-26 | Southeastern Universities Research Assn., Inc. | Process for laser machining and surface treatment |
| WO2006029495A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | La Corporation De L'ecole Polytechnique De Montreal | Process for fabricating optical waveguides |
| CN1796039A (zh) * | 2004-12-29 | 2006-07-05 | 中国科学院理化技术研究所 | 用激光在光敏性材料中制有多重周期微结构的方法及系统 |
| CN1981291A (zh) * | 2004-06-30 | 2007-06-13 | 通明国际科技有限公司 | 基于激光的用于处理目标表面材料的方法和系统以及由此产生的物品 |
| CN101458451A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 北京航空航天大学 | 一种适用于飞秒激光双光子微纳加工系统的光路结构 |
-
2010
- 2010-09-21 CN CN201010290490.5A patent/CN102000912B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6285002B1 (en) * | 1999-05-10 | 2001-09-04 | Bryan Kok Ann Ngoi | Three dimensional micro machining with a modulated ultra-short laser pulse |
| US6809291B1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-10-26 | Southeastern Universities Research Assn., Inc. | Process for laser machining and surface treatment |
| CN1981291A (zh) * | 2004-06-30 | 2007-06-13 | 通明国际科技有限公司 | 基于激光的用于处理目标表面材料的方法和系统以及由此产生的物品 |
| WO2006029495A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | La Corporation De L'ecole Polytechnique De Montreal | Process for fabricating optical waveguides |
| CN1796039A (zh) * | 2004-12-29 | 2006-07-05 | 中国科学院理化技术研究所 | 用激光在光敏性材料中制有多重周期微结构的方法及系统 |
| CN101458451A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 北京航空航天大学 | 一种适用于飞秒激光双光子微纳加工系统的光路结构 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170005450A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102000912A (zh) | 2011-04-06 |
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