Mikrokanäle in Saphir und Glas

  Mikrokanal in Quarzglas: Y-Verzweiger - Mikrokanal: Die Y-Verbindung hat einen Querschnitt von 100 µm und wurde mit ISLE im Inneren von Quarzglas hergestellt. Urheberrecht: Fraunhofer ILT Mikrokanal in Quarzglas: Y-Verzweiger - Mikrokanal: Die Y-Verbindung hat einen Querschnitt von 100 µm und wurde mit ISLE im Inneren von Quarzglas hergestellt.

Am Lehrstuhl für Lasertechnik wird das selektive laserinduzierte Ätzen von Saphir und Glas zur Herstellung von Mikrokanälen eingesetzt.

Mikrokanäle in Glas und Saphir
Für Mikrofluidiksysteme in Werkstoffen wie Saphir und Glas, welche beständig gegen ätzende chemische Substanzen und hohe Temperaturen sind, werden Mikrokanäle mittels selektivem laserinduzierten Ätzens hergestellt.

In Saphir werden Unterschiede in der Ätzbarkeit von bis zu 10000:1 zwischen modifizierten und unmodifizierten Bereichen erzielt. Das ermöglicht die Herstellung von µ-Kanälen mit Durchmessern zwischen 1 und 10 µm bei Längen von mehr als einem Millimeter.

In Abhängigkeit der Fokussierung und der mittleren Laserleistung kann es zur Ausbildung periodischer Nanostrukturen (Nanoplanes) im bestrahlten Bereich kommen. Durch selektives Ätzen der Nanoplanes lassen sich nanoskopische Hohlräume mit Abmessungen von ca. 100 nm x 10µm x 1 mm mit Schreibgeschwindigkeiten von 1 mm/s herstellen und z.B. als Filter einsetzen.

In Quarzglas werden Schachtverhältnisse zwischen 300:1 und >1000:1 erreicht. Die Mikrokanäle in Glas sind daher kaum konisch (siehe Bild unten). Mit Hilfe des Mikroscanners werden komplexe Strukturen innnerhalb des Glases hergestellt, beispielseise eine Y-Verzweigung (siehe Bild oben).