用于微流体应用的激光制造微通道表征
Photonics4Life 是圣地亚哥德孔波斯特拉大学（USC，西班牙）应用物理系的光学领域研究小组。它的研究领域之一是使用激光加工制造不同的微流控器件。这些装置可模拟血管病理学中的血管网络和细胞行为（例如微肿瘤、动脉粥样硬化斑块和动脉瘤的形成），用于进行临床前体外模型研究。
利用 Sensofar 的 3D 光学轮廓仪 S neox，我们可以轻松表征通过激光技术制造的微通道的形貌
因微流体领域呈现出的巨大应用潜力，它在过去几年中经历了巨大的发展。直接微流体应用的一些例子包括芯片实验室、芯片器官、护理点器件、细胞捕获、化学和生物学分析。在用途方面，微流控器件有不同的几何形状，其复杂程度可根据需要而调整，但是构成这些微流控器件的基本结构之一是微通道。
已知有几种材料可用于制造微通道，而材料的适用性取决于制造技术。这些材料中包括聚合物、硅或玻璃。制造技术的示例包括软刻蚀、光刻和热熔技术。但是，当使用钠钙玻璃作为材料时（因其坚固性、耐化学性、透明性和低成本），直接激光刻写便成为最合适的技术之一。其精确且多用途，可快速生成非常复杂的几何图形。而且，由于其非接触性质，因此没有污染物并且不需要洁净室设施。当为此应用目的进行纳米尺度操作时，必须具有非常良好的形貌图，以确保其质量，以及有关通道尺寸的所有信息。在此报告中，通过共聚焦显微镜对通过直接激光写入制造的结构进行了充分表征。
通过直接激光写入在钠钙玻璃上制造微通道。使用的激光器是 Rofin Nd:YVO4 系统，脉冲持续时间为 20 ns，中心波长为 1064 nm。该装置由检流计系统构成，该检流计系统处理，并且无需样品移动即可制造复杂的结构。使用焦距为 100 mm 的透镜将激光束聚焦在基板表面上，以确保工作区域面积为 80×80 mm2。钠钙玻璃购自当地供应商。
为了获得适当的结构纵横比，操作员对样品进行了多次激光扫描。因此对形貌演变进行研究。研究人员通过 1 到 10 次扫描制造出微通道。使用 Sensofar S neox 3D 光学轮廓仪，使用 20 倍放大倍率物镜捕获结构区域的共聚焦图像。生成表面轮廓，并描绘出激光扫描产生的微通道深度变化（图 1）。
微通道壁的粗糙度值是一个须获得的关键值，因为它必须足够低才可用于微流体应用。利用 Sensofar S neox 3D 光学轮廓仪和 SensoMAP 分析软件，研究人员得以从小面积获得粗糙度值。本研究选择了通过 50 倍放大倍率物镜获得的八次激光扫描微通道底部的形貌（图 2）。
凭借激光直接写入的多功能性和精确度，我们可以制造出几种微流控器件。在这里，我们显示了使用 20 倍物镜获得的某些示例的部分 3D 共聚焦形貌图（图 3）。
利用 Sensofar 的 3D 光学轮廓仪 S neox，我们可以轻松表征通过激光技术制造的微通道的形貌。
使用具有 20 倍放大倍率物镜的共聚焦技术分析激光扫描的结构轮廓的演变。此外，结合 SensoMAP 分析软件，可以计算出制造出的通道的粗糙度参数。在这个例子中，获取共聚焦形貌时使用了50 倍放大放大倍率物镜。
总之，通过使用 S neox 3D 光学轮廓仪，可以在尺寸和粗糙度上完美表征每个结构。
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