研究目的
研究采用248纳米KrF准分子激光的激光诱导等离子体烧蚀(LIPA)技术在熔融石英玻璃中制备微通道,重点分析其烧蚀性能与作用机制。
研究成果
采用248纳米KrF准分子激光器和不锈钢靶的LIPA技术成功制备出高质量熔融石英玻璃微通道。研究表明,其烧蚀机制既包含激光诱导等离子体热烧蚀,也涉及金属残留物增强吸收导致的激光与玻璃直接相互作用。优化参数后获得的微通道深度达28微米,表面粗糙度为数百纳米,适用于生物医学领域。
研究不足
该研究承认传统LIPA方案中湿法蚀刻系统的复杂性以及液体环境的毒性。同时指出,现有文献中吸收层的局限性——其厚度仅为数百纳米且仅限于单脉冲操作。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用自制准分子激光制造系统,配合商用KrF准分子激光器进行LIPA实验。通过10×紫外物镜将激光束聚焦于玻璃样品,并利用三维位移台调节样品位置。
2:样品选择与数据来源:
使用1毫米厚紫外透光石英玻璃和304型不锈钢板。在烧蚀前测量了石英玻璃的透射光谱。
3:实验设备与材料清单:
包括KrF准分子LPXpro305激光器、He-Ne激光指示光、自制掩模、紫外反射镜、10×紫外物镜、三维位移台及表面轮廓仪。
4:实验流程与操作步骤:
将激光束经掩模校准后聚焦于玻璃样品,通过调节样品位置控制微通道尺寸与烧蚀图案。烧蚀后测量蚀刻深度与表面粗糙度。
5:数据分析方法:
测量并分析烧蚀深度与表面粗糙度数据,以理解LIPA作用机制并优化加工参数。
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