“平面打印，立体成型”微纳加工新方法研究取得重要进展

　　一般来讲，当一个激光脉冲打在一个下软上硬的双层薄膜上时，被激光打过的点会发生一个微小的结构变化，导致该点模量的改变，进一步对其加热至下层材料的玻璃化温度附近， 则在此点会发生一个乳突状塑性形变结构。以此点状应变结构作为“激光诱导基本单元”，则任意复杂的结构都可以通过“激光诱导基本单元”叠加实现。更有趣的是，这样“激光诱导基本单元”可以用一个机械波的阻尼函数精准的描述，从而这样的点之间的相互作用则服从机械波的叠加原理，这意味着我们可以解析的设计任意的复杂结构，实现精准的设计。也就是说，对任意所需的立体结构通过数学逆变换可以获得其平面打印结构，实现复杂结构的简单加工。此外，由于“激光诱导基本单元”可受到加热温度、加热时间、激光功率、激光脉宽、材料组成等多因素的调控，为在实验上实现各种复杂结构提供了多自由度灵活调控手段。这样的方法将一个复杂的立体结构加工转化为一个简单的平面制造问题，大大简化了制造工艺并可实现复杂多级次结构的低成本、可设计、大面积和高度可控制造。与目前主流“减材”制造加工技术（自上而下）和流行的“增材”3D打印技术相比，我们的方法“既不增材，也不减材”，更加绿色。 

      在这个工作中，一种复杂的三维微透镜阵列（每个透镜由中间的凸透镜和边缘的凹透镜以及六个二级微小凸透镜组成）也被展示，这种结构是通过激光打印的平面蜂窝结构加热形成，它可以在不同的位置成实像和虚像。进一步研究表明，以此复杂浮雕结构作为投影光刻模板，可以在不同像面上产生数百个犹如万花筒般的不同图像。只使用一个模板就可以制造多种不同的光刻图案，为解决日益飞升的掩模版成本问题提供了一条全新的思路。  

      该工作“Kaleidoscopic imaging patterns of complex structures fabricated by laser-induced deformation”已发表在12月2日的《自然·通讯》（Nature Communications 2016, 7, 13743）。文章链接：http://www.nature.com/articles/ncomms13743。该工作得到了国家重点研发计划纳米科技重点专项以及中科院战略性先导科技专项、国家基金委和欧盟项目的支持。

图：多级次复杂结构透镜阵列的设计与制备