激光改性辅助腐蚀加工玻璃微结构研究

作者：王伟莹; 孙小燕; 董欣然; 刘曼玉; 褚东凯; 胡友旺

来源：应用激光, 2017, 37(04): 593-597.

DOI：10.14128/j.cnki.al.20173704.593

• 微流体系统
• 飞秒激光
• 微通道
• 选择性腐蚀比

传统的半导体工艺制作微流体系统中微通道,只能对材料进行表面加工。飞秒激光具有极高的峰值功率和超短的脉冲持续时间,能够对材料直接进行三维加工,为高效率、高质量的微通道加工提供了可能。通过研究飞秒激光加工参数,包括激光脉冲能量、扫描速度和偏振态对玻璃微通道的选择性腐蚀比影响规律,发现当激光脉冲能量在210μJ变化时,微通道宽度变大,2μJ时微通道长宽选择性腐蚀比L/D高于其它脉冲能量参数,但随着腐蚀时间的延长,宽度变化越来越小,最后趋于稳定;当激光扫描速度在0.200.45mm/s之间变化时,随着腐蚀时间的延长微通道长宽选择性腐蚀比L/D逐渐增大,但当速度增加到0.35mm/s左右时选择性腐蚀比L/D增到最大,此后呈现下降趋势,同样随着腐蚀时间的延长,腐蚀通道的宽度变化越来越小,逐渐趋于平稳;当偏振态从线偏振到圆偏振变化时,线偏振时的微通道长宽选择性腐蚀比L/D更大。实验结果表明:获得较大微通道长宽选择性腐蚀比L/D的最优加工参数为激光脉冲能量2μJ,激光扫描速度0.35mm/s,线偏振。

• 单位
  机电工程学院; 高性能复杂制造国家重点实验室; 中南大学