《水輔助飛秒雷射直寫微流晶片和電磁微閥的研究》是依託哈爾濱工業大學，由李岩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水輔助飛秒雷射直寫微流晶片和電磁微閥的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李岩
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水輔助飛秒雷射直寫技術的核心是利用飛秒雷射與水相互作用產生的一系列物理過程對透明材料進行微加工。本項目基於飛秒雷射與水相互作用和對材料的刻蝕理論對三維微流晶片和電磁微閥的加工效率和質量進行研究。首先，使飛秒雷射與水相互作用，研究飛秒雷射誘導水擊穿產生的高壓衝擊波和高速水射流壓強大小與雷射能量的關係；其次，使用水輔助飛秒雷射直寫法對透明材料進行實驗研究，以期獲得直徑均勻、形狀規則的三維微流晶片和電磁微閥，建立水輔助飛秒雷射微加工的理論模型，實現水輔助飛秒雷射直寫技術在微加工中的套用。本項目將豐富飛秒雷射與水相互的機理，促進水輔助飛秒雷射直寫技術在微加工中的套用。預期研究成果將為水輔助雷射加工研究提供科學依據。
結題摘要
建立飛秒雷射誘導水擊穿橢球模型，並分析了飛秒雷射誘導水擊穿刻蝕材料的機理，計算了誘導擊穿產生的水下射流速度和燒蝕壓強，最佳化了飛秒雷射誘導水擊穿加工的能量參數，並研究了雷射能量與微流通道形狀和直徑大小的關係；依據理論和實驗參數最佳化，實現了三維多層玻璃微流晶片製備，並且各層之間使用螺旋結構連結，避免了雜質對微流通道直角彎位置的堵塞；引入了一種基於壓力的清洗方法，該方法能夠有效清除雷射刻蝕區域的材料粉末，保證雷射連續誘導擊穿蒸餾水對材料刻蝕，有效增長了製備的微流通道，並且能夠加工任意形狀組合的微流通道，提高了微流晶片製備的靈活性；製備了陣列螺旋微流通道和嵌套螺旋微流通道，將導電基質灌注其中，對其進行了電學性能測試，實驗結果表明線圈內產生的磁場足夠推動永磁體移動實現開關功能。最後在本項目支持下進行了微流晶片內陣列結構製備和可用於微流晶片集成的光纖高靈敏度探頭試製。
