随着柔性电子技术的不断发展,人们利用集成技术与微纳加工技术,在柔性材料上制造出集传感、滤波、数据存储等功能为一体的新型柔性电子元器件,被广泛应用于各个领域中,成为了人们关注的焦点。聚酰亚胺薄膜作为综合性能最好的柔性材料之一,因其具有良好的热稳定性、耐辐射、无毒等特点,逐渐成为了制造柔性电子器件的优良候选材料。近年来,随着激光的发展,激光直写微纳加工技术已成为制造柔性电子器件的热门选择。其中飞秒激光双光子直写微纳加工技术基于双光子吸收原理,能够突破光学衍射极限,引起了人们的高度重视,利用该技术制造的微纳器件已被广泛应用与生物、医疗、化学等领域。本论文首先介绍柔性电子学的概念以及柔性电子器件领域的发展和应用;然后介绍激光直写加工技术的特点及在柔性电子器件制备中的应用,重点介绍基于双光子吸收原理的飞秒激光双光子直写技术,以及利用飞秒激光双光子直写技术在制备微纳器件方面的应用;最后介绍聚酰亚胺薄膜的基本性质和应用领域。本文重点阐述了在聚酰亚胺薄膜基底上如何利用飞秒激光双光子直写光刻胶制备微结构的研究工作。论文具体研究内容如下:1.实验装置搭建及样品制备:利用振荡级飞秒脉冲激光器搭建实验所需光路。选取具有耐辐射、耐高温、柔韧性优良的聚酰亚胺薄膜作为基底,并选用正性和负性两种光刻胶,分别旋涂在聚酰亚胺薄膜上。2.聚酰亚胺薄膜上负性光刻胶加工研究:在聚酰亚胺薄膜基底上,利用飞秒激光双光子直写负性光刻胶AR-N 4340制备微结构。分别研究了激光功率和扫描速度对加工分辨率的影响,并在聚酰亚胺薄膜基底上获得了115 nm的最高线条加工分辨率以及字母微结构。柔韧性测试表明,在聚酰亚胺薄膜上制备的亚波长线条具有很好的柔韧性。本研究工作可以为制备高精细负胶微结构提供技术手段,证明了在聚酰亚胺薄膜上飞秒激光双光子直写负性光刻胶的可行性,为下一步制造柔性电子器件提供了实验基础。3.聚酰亚胺薄膜基底上正性光刻胶加工研究:在聚酰亚胺薄膜基底上,利用飞秒激光双光子直写正性光刻胶SUN-140P制备微结构。研究了激光功率和扫描速度对加工分辨率的影响,并在聚酰亚胺薄膜基底上获得了252 nm的最高加工线条分辨率及郑州大学校徽和紫荆花微结构。柔韧性测试表明,在聚酰亚胺薄膜上制备的亚波长线条具有很好的柔韧性。本研究工作可以为制备高精细正胶微结构提供技术手段,证明了在聚酰亚胺薄膜上飞秒激光双光子直写正性光刻胶的可行性,同样为下一步制造柔性电子器件提供了实验基础。