本文作者：Sensofar

由於(yu) 應用領域眾(zhong) 多，微流體(ti) 在過去幾年中取得了巨大的發展。芯片實驗室、芯片器官、點護理設備、細胞捕獲、生化分析是微流體(ti) 直接應用的一些例子。微流體(ti) 設備具有不同的幾何形狀，可以根據需要任意調整，但組成這些微流體(ti) 設備的基本結構之一是微通道。

有幾種材料已經被公開可用於(yu) 製造微通道，材料的適用性取決(jue) 於(yu) 製造技術。其中一些材料是聚合物、矽或玻璃。製造技術的例子包括軟光刻技術、光刻技術或熱熔技術。但在使用鈉鈣玻璃作為(wei) 材料時，由於(yu) 其堅固性、耐腐蝕性、透明度和低成本的直接激光寫(xie) 入技術成為(wei) 最合適的技術之一。它既精確又通用，能快速生成非常複雜的幾何形狀。此外，由於(yu) 其非接觸性質，不會(hui) 產(chan) 生汙染物，也不需要無塵室設施。

在該應用中，當尺寸達到微米級時，則需要有關(guan) 通道尺寸的形貌圖像支撐，以確保其質量，通過共聚焦顯微鏡對激光直接寫(xie) 入技術製造的結構可進行全麵的測量鑒定。

測量

圖1. 從(cong) 一次（左）到十次（右）不同激光寫(xie) 入的多個(ge) 微通道的共聚焦圖像及形貌圖。

微通道是通過直接激光寫(xie) 入在鈉鈣玻璃上製作的。該裝置由一個(ge) 振鏡係統組成，該係統能夠處理光束並製造複雜的結構，且無需移動樣品。通過使用焦距為(wei) 100mm的透鏡將激光束聚焦在基材表麵上，確保工作麵積為(wei) 80x80mm²。

為(wei) 了獲得結構適當的縱橫比，對樣品進行了多次激光寫(xie) 入。因此，我們(men) 對表麵的演變進行了研究。製造了掃描次數從(cong) 一到十次的微通道。運用我們(men) S neox 3D光學輪廓儀(yi) ，使用20倍放大倍率的物鏡捕獲結構化區域的共聚焦圖像。生成表麵輪廓，並描繪了微通道深度隨激光掃描次數的變化情況（圖1）。

圖2. 根據 ISO 25178 標準，激光加工微通道的三維圖和通道底部的粗糙度參數。

微通道壁的粗糙度值是關(guan) 鍵值，因為(wei) 對於(yu) 微流體(ti) 應用來說，該值必須足夠低。通過我們(men) S neox 3D光學輪廓儀(yi) 和SensoMAP 分析軟件的幫助下，能夠從(cong) 小區域獲得粗糙度值。研究選擇了用50倍放大物鏡來測量進行8次激光寫(xie) 入的微通道底部圖像（圖2）。

由於(yu) 激光直寫(xie) 技術的多功能性和精確性，我們(men) 可以製造出多種微流體(ti) 設備。在此，我們(men) 展示了其中一些用共聚焦 20X 物鏡獲得的3D圖（圖 3）。

圖3. 3D圖詳細說明了使用激光在鈉鈣玻璃上製作的微流體(ti) 設備的一些示例。

結論

通過使用我們(men) 的S neox 3D光學輪廓儀(yi) ，能夠輕鬆測量使用激光技術製造的微通道的形貌。使用20倍放大物鏡的共聚焦技術，分析激光寫(xie) 入過程中結構輪廓的變化。

此外，結合SensoMAP分析軟件，計算了製造的微通道的粗糙度參數。在獲取表麵形貌時，采用了50倍的放大物鏡。

總之，通過使用S neox 3D光學輪廓儀(yi) ，可以完美且精準地對每個(ge) 結構的尺寸和粗糙度進行表征測量。