一种在玻璃材料中制作微通道的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:6676077 阅读:246 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种在玻璃材料中制作微通道的方法及装置,方法为:①将待刻写的待加工玻璃材料置于超声波环境中,并使玻璃下表面浸没在洁净的水中,玻璃上表面裸露在空气中;②将由纳秒激光器发出的激光通过聚焦镜聚焦,聚焦的纳秒激光脉冲垂直待刻写的待加工玻璃材料的上表面入射,纳秒激光脉冲的焦点位于待加工玻璃材料下表面;③按预先设定的扫描路径从底往上移动由纳秒激光器发出的激光束,直至在玻璃内部直写出三维微通道。该装置包括三维平台、超声波清洗机、支架和聚集镜。工作时,超声波清洗机固定在三维平台上;待加工玻璃材料通过支架放置于超声波清洗机腔体内,聚集镜固定在三维平台的垂直轴上。本发明专利技术克服了现有技术存在的生产效率低、成本高和深宽比受限等缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳秒激光加工,特别是一种利用超声波水辅助纳秒激光在玻璃材料中 制备三维微通道的方法及装置,本专利技术适用于在各种玻璃材料内部制备微纳流体器件。
技术介绍
以微管道网络为结构特征的微流控芯片是当前十分活跃的研究领域,在化学分 析、材料合成及细胞培养等领域都得到了应用。玻璃以其稳定的上表面性质、好的透光性及 弱的荧光背景成为普遍使用的微流控芯片材料。目前玻璃芯片的加工主要基于光刻和湿法 腐蚀,即利用光刻技术在牺牲层制作图案窗口,继而使用化学腐蚀溶液进行腐蚀加工。对 于三维立体微通道的制备,还需要一系列诸如层叠和熔接等复杂的步骤。该方法所涉及的 光刻步骤需要昂贵的仪器和超净室以及繁琐的步骤,不利于在普通实验室中推广;而且由 于玻璃属于各向同性材料,通过该方法成型的微通道通常具有较小的深宽比(最大0. 5左 右),这大大限制了玻璃的应用范围。飞秒激光是一种脉宽极窄(I(T15S)、峰值功率极高的超短脉冲激光。与长脉冲激 光加工相比,飞秒激光加工精度高、热影响区域小,而且还能加工透明材料。利用飞秒激光 微加工技术有望克服上述传统加工技术所面临的各种困难,直接在玻璃材料内部加工出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在玻璃材料中制作微通道的方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:  ①将待刻写的待加工玻璃材料置于超声波环境中,并使玻璃下表面浸没在洁净的水中,玻璃上表面裸露在空气中;  ②将由纳秒激光器发出的激光通过数值孔径NA为0.25~0.7的聚焦镜聚焦,聚焦的纳秒激光脉冲垂直待刻写的待加工玻璃材料的上表面入射,纳秒激光脉冲的焦点位于待加工玻璃材料下表面;  ③按预先设定的扫描路径从底往上移动由纳秒激光器发出的激光束,直至在玻璃内部直写出三维微通道;所述的纳秒激光的参数为:脉宽5~30ns,波长355~1064nm,脉冲频率1~100KHz,脉冲能量1~10mJ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡志祥曾晓雁段军胡乾午
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:83

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