248nm准分子激光刻蚀的无裂损石英玻璃表面微通道

发布时间：2018-06-04 23:17

  本文选题：激光技术 + 石英玻璃刻蚀　； 参考：《中国激光》2017年09期

【摘要】：利用248nm纳秒准分子激光,采用掩模投影和石英玻璃前表面直写刻蚀的方法,研究了激光脉冲能量密度、重复频率、扫描次数对微通道裂损的影响规律,分析了石英玻璃激光刻蚀及裂损的机理。结果表明,248nm纳秒准分子激光刻蚀石英玻璃的机理为光致电离及热烧蚀的共同作用;无裂损刻蚀JGS1型石英玻璃的激光能量密度阈值范围为16~30J·cm~(-2),刻蚀率可达每脉冲500nm;随着激光重复频率及扫描次数的增加,微通道容易因热积累及等离子体微爆炸冲击作用而裂损。基于优化的激光加工参数,当微通道宽度小于100μm时,可以实现无裂损的直线型(深度小于或等于50μm)及圆弧型(深度小于或等于28.5μm)微通道的加工。
[Abstract]:Using 248nm nanosecond excimer laser, the effects of laser pulse energy density, repetition rate and scanning times on the crack of microchannel were studied by mask projection and direct etching on the front surface of quartz glass. The mechanism of laser etching and cracking of quartz glass is analyzed. The results show that the mechanism of etching quartz glass by 248nm nanosecond excimer laser is the interaction of photoionization and thermal ablation. The laser energy density threshold of JGS1 type quartz glass etched without crack is 1630J / cm ~ (-2) and the etching rate can reach 500nm / pulse. With the increase of laser repetition rate and scanning times, the microchannel is prone to crack due to thermal accumulation and plasma micro-explosion impact. Based on the optimized laser machining parameters, when the width of the microchannel is less than 100 渭 m, the fabrication of linear (depth less than or equal to 50 渭 m) and arc (depth less than or equal to 28.5 渭 m) microchannel without crack can be realized.
【作者单位】： 北京工业大学激光工程研究院;
【基金】：国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ030112)
【分类号】：TN249

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本文编号：1979275