本文選題：準(zhǔn)分子激光微加工 + 玻璃表面刻蝕��； 參考：《應(yīng)用激光》2017年04期

【摘要】：248nm準(zhǔn)分子激光直接刻蝕鈉鈣玻璃微通道來(lái)制作生物芯片具有較大優(yōu)勢(shì)和潛力,但目前存在易發(fā)生碎裂、微通道底面處粗糙度高等問(wèn)題。采用248nm準(zhǔn)分子激光束以靜態(tài)刻蝕及掃描直寫刻蝕兩種方式刻蝕鈉鈣玻璃來(lái)對(duì)低裂損工藝進(jìn)行研究。首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了激光加工玻璃的工藝參數(shù)與玻璃微通道的刻蝕質(zhì)量之間的關(guān)系,然后分析了248nm準(zhǔn)分子激光刻蝕鈉鈣玻璃的裂損刻蝕機(jī)理,最后通過(guò)變換工藝參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)新的加工工藝流程以改善加工質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著刻蝕處激光能量密度的增加,玻璃微通道的邊緣裂損程度增大,并且刻蝕表面粗糙度增大,刻蝕質(zhì)量下降;另外發(fā)現(xiàn)激光刻蝕后的粗糙表面可以增加玻璃材料對(duì)入射激光能量的吸收率,從而降低了激光刻蝕玻璃材料的閾值,較低的激光能量密度可降低刻蝕面的粗糙度。最后工藝流程改進(jìn)實(shí)驗(yàn),所加工的微通道質(zhì)量得到改善,玻璃微通道邊緣裂損尺寸小于5μm,底面粗糙度Ra值可降低至1.5μm,研究結(jié)果將對(duì)激光加工玻璃微結(jié)構(gòu)的質(zhì)量改善提供一定的參考。
[Abstract]:248nm excimer laser direct etching of sodium calcium glass microchannel to fabricate biochip has great advantages and potential, but at present there are some problems such as easy fragmentation and high roughness at the bottom of the microchannel. 248nm excimer laser beam was used to etch sodium calcium glass by static etching and scanning direct writing etching. The relationship between the technological parameters of laser processing glass and the etching quality of glass microchannel was studied experimentally, and then the cracking mechanism of sodium calcium glass etched by 248nm excimer laser was analyzed. Finally, the new process is designed by changing the process parameters to improve the processing quality. The experimental results show that with the increase of laser energy density, the edge crack degree of glass microchannel increases, and the surface roughness increases and the etching quality decreases. In addition, it is found that the rough surface after laser etching can increase the absorption rate of the incident laser energy of the glass material, thus reducing the threshold value of the laser etching glass material, and the roughness of the etching surface can be reduced with lower laser energy density. Finally, the quality of the microchannel is improved by the experiment of technological process improvement. The edge crack size of glass microchannel is less than 5 渭 m, and the roughness Ra value of bottom surface can be reduced to 1.5 渭 m. The research results will provide some reference for improving the quality of glass microstructures fabricated by laser.
【作者單位】： 北京工業(yè)大學(xué)激光工程研究院;
【基金】：國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2011YQ030112)
【分類號(hào)】：TN249;TQ171.6

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本文編號(hào)：1803136