表面增强拉曼散射（SERS）技术在痕量检测等领域中具有重要的作用，制备周期性微纳结构，构建表面等离子体耦合体系，是当前实现高性能SERS基底的主要方法之一。鉴于传统周期性微纳制备技术成本高、效率低等不足，提出了激光干涉诱导向前转移（LIIFT）技术，利用三光束LIIFT制备周期性Ag微点结构，并分析了结构基底的SERS特性。研究结果表明：基于LIIFT技术可以实现Ag微点结构的大面积、高效制备，并且通过调节三光束干涉光场周期，可以实现对Ag纳米颗粒的可控制备。最后，以典型食品添加剂罗丹明B（RhB）为检测对象，验证了Ag微点结构的SERS特性。该研究表明LIIFT技术是一种高效制备SERS芯片的有效途径，在食品、环境及生物工程等领域中具有潜在的应用价值。

激光诱导前向转印（LIFT）是一种应用广泛的微加工技术，目前逐渐成为微细加工的研究热点之一。本文采用水平集方法，建立了激光前向转印过程中液滴撞击固体壁面的数值模型，探究了壁面湿润性和液滴初始速度对熔融金属液滴撞击壁面后铺展形貌的影响。结果表明：接触角越大，液滴撞击壁面越容易发生回缩破碎，液滴回弹的可能性越大；随着初始速度的提升，液滴的最大铺展面积逐渐增大，液滴铺展时间逐渐增长。在试验中通过施加不同强度的激光能量获得不同初始速度的液滴，将液滴沉积点尺寸与仿真液滴铺展尺寸进行对比，发现两者具有较好的一致性，因此可以通过建立的仿真模型对激光转印液滴的沉积尺寸进行预测。

Additive manufacturing (AM) is an emerging customized three-dimensional (3D) functional product fabrication technology. It provides a higher degree of design freedom, reduces manufacturing steps, cost and production cycles. However, existing metallic component 3D printing techniques are mainly for the manufacture of single material components. With the increasing commercial applications of AM technologies, the need for 3D printing of more than one type of dissimilar materials in a single component increases. Therefore, investigations on multi-material AM (MMAM) emerge over the past decade. Lasers are currently widely used for the AM of metallic components where high temperatures are involved. Here we report the progress and trend in laser-based macro- and micro-scale AM of multiple metallic components. The methods covered in this paper include laser powder bed fusion, laser powder directed energy deposition, and laser-induced forward transfer for MMAM applications. The principles and process/material characteristics are described. Potential applications and challenges are discussed. Finally, future research directions and prospects are proposed.

激光直写技术(LDW)是当前数字化微纳加工的主要技术之一，其中喷墨打印技术以其分辨率高和控制灵活等优点被广泛应用。随着功能化材料的不断出现和越来越多的应用需求，喷墨打印技术对墨汁的严格要求限制了它在某些领域的应用。激光诱导向前转移(LIFT)技术无须模板和喷嘴，打印分辨率高，且不受墨汁流变性质的限制。该技术的材料适用范围广，几乎可以打印各种固体和液体材料，已被广泛应用于电子器件、传感器以及再生医学的组织工程等相关领域。本文系统阐述了LIFT技术制备微纳结构的研究现状，并对LIFT技术的应用及其物理过程的研究进展进行了系统地归纳与总结，研究结果将对LIFT技术在微纳加工领域的进一步应用提供重要参考价值。

使用纳秒Nd:YAG脉冲激光进行了微米厚铜箔的激光诱导喷射机制研究。通过控制激光脉冲能量10~500 μJ, 揭示了三种不同的喷射现象: 无喷射、稳定喷射和溅射。在稳定喷射模式中, 发现了由单一脉冲同时引发的向前和向后喷射现象, 可同时在接收层与靶材层方向制备出微细结构。用有限元方法对激光辐照产生的温度场和铜箔相变进行了计算, 揭示了纳秒激光诱导喷射主要是由气相膨胀所带动的流体动力学所引起, 并界定了发生稳定喷射所需的激光能量阈值。采用Rayleigh-Plesset方程对激光诱导的汽泡动力学进行了计算, 分析认为汽泡的迅速扩张和收缩, 是分别引起向前和向后喷射的主要原因。根据实验和仿真结果, 提出了通过控制激光参数实现稳定喷射的方法。

以海藻酸钠溶液为研究对象, 利用激光诱导前向转移技术诱导溶液转移, 探讨激光脉冲能量、光斑直径、钛层厚度以及海藻酸钠溶液质量分数对液滴的直径和表面形貌的影响.实验结果表明, 当光斑直径为100 μm时, 液滴的直径更小, 且表面致密均匀且形貌清晰.极差分析显示海藻酸钠溶液质量分数、激光脉冲能量、光斑直径、钛层厚度对液滴直径影响的重要性递减.同时利用高速摄影仪拍摄激光诱导海藻酸钠溶液转移的过程, 发现激光诱导液体靶材转移过程中伴随着流体多相动力学行为.

采用介观尺度的格子玻尔兹曼方法, 结合气-液两相流模型, 对藻酸盐溶液的激光诱导液体转移进行了三维模拟.为获取气-液两相流模型的入口条件, 引入Rayleigh-Plesset方程对等离子体气泡的演化进行计算.数值模拟结果与之前的实验结果吻合, 反映了气泡形状变化和液体的向前向后转移现象.仿真研究表明液体的激光诱导转移机制主要与气泡动力学有关, 气泡的快速膨胀将引发向前转移, 而气泡的剧烈收缩是形成向后转移的主要原因.

激光诱发前向转印(LIFT)技术作为微加工的一种手段，具有制备微小结构的能力，目前已经成为微细加工领域的研究热点。通过改变高斯分布的激光聚焦位置，进行了Cu薄膜在石英玻璃表面的转印实验，并对转印沉积薄膜进行了光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能量弥散X射线(EDX)等分析，探讨了激光散焦距离与沉积薄膜的尺寸、形貌以及厚度均匀性的关系，并在此基础上研究了转印薄膜形貌发生变化的机理。研究结果表明，随着激光光斑离焦距离的增大，转印图形的尺寸先增大后变小，直至消失。转印Cu薄膜的形态从环形或火山形，转变为圆形，并且圆形薄膜的边缘存在大量微小的Cu颗粒。薄膜的转印形式也由开始的液态转印向固态转印演变。

激光诱发前向转印技术，作为一种微加工手段，具有制备微小结构的能力，目前已经成为微细加工领域的研究热点。通过改变高斯分布激光脉冲功率密度，进行了Cu薄膜在石英玻璃表面的转印实验，并对转印沉积薄膜进行了光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表面氧化状态分析，探讨了激光脉冲功率密度与沉积薄膜的尺寸、特殊形貌以及薄膜厚度均匀性的关系，并在此基础上研究了激光转印Cu薄膜的机理。结果表明，当激光平均脉冲功率密度达到1×105 W/cm2时，Cu薄膜的转印才可以发生。随着激光脉冲功率密度的增加，转印Cu薄膜尺寸增加，并由薄膜转变为圆环形，最终尺寸达到一定值。激光转印薄膜表层10 nm以下，基本上没有氧化发生。薄膜附着在基板上，连接紧密，并未观察到明显的扩散迹象。