Mikroakışkan çip geliştirilmesine yönelik amaca özel femtosaniye fiber lazerle cam birleştirme

Farklı malzemelerden yapılan mikroakışkan çipler, çok küçük boyutlarda meydana gelen ayırt edici süreçleri taramayı ve incelemeyi mümkün kıldığından çok sayıda inceleme alanında kullanılırlar. Tipik bir mikroakışkan cihaz, biri mikro yapılara sahip bir yüzeye sahip, diğeri ise düzeneği çevreden izole etmek için kanal yapılarının üstünü kaplayan iki plakadan oluşur. Bu iki plakayı birleştirmek için kullanılan geleneksel yöntemlerin çoğu, üretime zaman, maliyet ve enerji ekleyen ön hazırlık gerektirir, ancak sonuç, tekrarlanabilirlik ve uzun ömür açısından yine de sorunlu olabilir. Bu tezde cam numuneler üzerinde mikrokanalların üretilmesi ve femtosaniye lazer kullanılarak birleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu şekilde uygulamaya özel modifikasyonlar, tekrarlanabilir ve daha hızlı çip üretimi mümkün olabilir. Mikro kanalların üretimi ve camların kaynağı için ayarlanabilir çıktı parametrelerine sahip bir femtosaniye fiber lazer sistemi kurduk. Geliştirilen lazerin merkezi dalga boyu 1030 nm olup, atım süresi 250 fs -10 ps aralığında, atım enerjisi 5 µJ'e kadar ve tekrar frekansı 150 - 400 kHz arasında ayarlanabilmektedir. Bu fiber lazer sistemini kullanarak camların birleştirilmesi için en uygun parametreleri araştırdık. Bunun için, m/s ve mm/s hızlarında çalışabilen tarama sistemleri ile iki deneysel düzenek oluşturduk. Farklı kalınlık ve tipteki camların kaynağı için lazer atım enerjisi, tekrar sıklığı ve tarama hızının etkilerini inceledik. Farklı kalınlıktaki borosilikat ve alüminosilikat camlarda spiral ve ızgara tarama şekli ile camı birleştirdiğimiz deneylerde başarılı sonuçlar elde ettik. Birleşmiş camların dayanıklılıklarını basma testi ile test ettik ve mikroakışkan çip yapımı için ön sonuçlarımızı sunduk.