Ссылка для цитирования : Ионин А. А., Ионин М. В., Климачев Ю. М., Козлов А. Ю., Синицын Д. В., Рулев О. А. Формирование высокоаспектных каналов субмиллиметрового диаметра в полиметилметакрилате излучением СО- и СО2-лазеров // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 9. С. 789—797. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-9-789-797.

Аннотация. Представлены результаты экспериментов по формированию в полиметилметакрилате каналов субмиллиметрового диаметра с большим аспектным отношением (~100) за счет подобранных параметров фокусировки лазерного луча и средней мощности СО-лазера с высокочастотной накачкой. Выполнен сравнительный анализ возможностей формирования каналов в полиметилметакрилате излучением СО- и СО2-лазеров с высокочастотной накачкой. Субмиллиметровые каналы с высоким аспектным соотношением могут быть применены для создания микрофлюидных чипов.

Ключевые слова: СО-лазер, СО2-лазер, ПММА, высокоаспектные каналы, средний ИК-диапазон

Список литературы:

1. Борисовская Е. М., Карманова О. В., Щербакова М. С., Калмыков В. В. Исследование физико-механических и оптических свойств ПММА при введении вторичного полимера // Вестн. ВГУИТ. 2017. Т. 79, № 1. С. 264—270. DOI: 10.20914/2310-1202-2017-1-264-270.
2. Борзенок С. А., Малюгин Б. Э., Измайлова С. Б. и др. Изучение биосовместимости полимерных материалов (полиметилметакрилат и бисфенол-А-диглицидилметакрилат) на модели культуры клеток стромы роговицы // Офтальмохирургия. 2016. № 4. С. 16—19. DOI: 10.25276/0235-4160-2016-4-16-19.
3. Евстрапов А. А. Микрофлюидные чипы для биологических и медицинских исследований // Рос. хим. журн. 2011. Т. LV, № 2. С. 99—110D.
4. Mark D., Haeberle S. Roth G., von Stetten F., Zengerle R. Microfluidic Lab-on-a-Chip Platforms: Requirements, Characteristics and Applications // Chemical Society Reviews. 2010. Vol. 39(3). P.1153—82. DOI: 10.1039/b820557b.
5. Klank H., Kutter J. P., Geschke O. CO2-laser micromachining and back-end processing for rapid production of PMMA-based microfluidic systems // Lab on a Chip. 2002. Vol. 2. P. 242. DOI: 10.1039/b206409j.
6. Löhr C., La Fé-Perdomo I., Ramos-Grez J. A., Calvo J. Kerf profile analysis and neural network-based modeling of increasing thickness PMMA sheets cut by CO2 laser // Optics & Laser Technology. 2021. Vol. 144. P. 107386. DOI: 10.1016/j.optlastec.2021.107386.
7. Prakash S., Kumar S. Determining the suitable CO2 laser based technique for microchannel fabrication on PMMA // Optics & Laser Technology. 2021. Vol. 139. P. 107017.
8. Токарев В. Н. Механизм лазерного сверления сверхвысокоаспектных отверстий в полимерах // Квантовая электроника. 2006. Т. 36 (7). С. 624—637.
9. Bo Xia, Lan Jiang, Xiaowei Li, Xueliang Yan, Weiwei Zhao, Yongfeng Lu. High aspect ratio, high-quality microholes in PMMA: a comparison between femtosecond laser drilling in air and in vacuum // Appl. Phys. A. 2014. N 119(1). P. 61—68. DOI: 10.1007/s00339-014-8955-5.
10. Ionin A. A., Klimachev Yu. M., Kotkov A. A. et al. Multifunctional compact dual band repetitively pulsed slab RF discharge CO laser with average output power up to 40 W // Infrared Physics & Technology. 2022. N 120. P. 103921. DOI: 10.1016/j.infrared.2021.103921.
11. Минеев А. П., Нефедов С. М., Пашинин П. П. Высокочастотный планарный СО2-лазер с полностью металлической электродно-волноводной структурой и неустойчивым резонатором // Квантовая электроника. 2006. Т. 36, № 7. С. 656—663.
12. Dutov A. I., Kuleshov A. A., Novoselov N. A., Semenov V. E., Sokolov A. A. RF-excited slab CO2 laser with intracavity mode selection // Proc. SPIE 5120, XIV Intern. Symp. on Gas Flow, Chemical Lasers, and High-Power Lasers. 2003. Р. 84—86. DOI: 10.1117/12.515476.
13. Ионин А. А., Козлов А. Ю., Селезнев Л. В., Синицын Д. В. Компактный криогенный щелевой СО-лазер с накачкой емкостным ВЧ-разрядом. М., 2008. (Препринт/ФИАН № 1).