在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，芯片實驗室可以實現(xiàn)快速診斷。制作芯片實驗室（Lab- on-a-chip）或微流控芯片（Microfluidic chip）的材料主要是玻璃，受限于芯片的微尺度特性，在制備過程中，對玻璃進(jìn)行激光微加工有著很高的要求。

由于其脆性和透明性，玻璃中進(jìn)行微小的特征加工——玻璃微加工是相當(dāng)困難的。如果使用常規(guī)工具手段，實際上是不可能的，但是超快激光器完全可以勝任這種加工。當(dāng)脈沖持續(xù)時間低于幾十皮秒時，激光與材料的相互作用進(jìn)入冷燒蝕狀態(tài)，加工質(zhì)量和精度會變得很高。

常規(guī)的微制造方法，例如光刻，壓印和軟蝕刻，已經(jīng)用于制備微流體芯片。然而，當(dāng)要實現(xiàn)具有多功能集成的復(fù)雜微流控芯片時，這些方法將面臨巨大挑戰(zhàn)，因為它們需要太多工藝步驟，并且成本很高。

▲由NKT Photonics的ORIGAMI XP飛秒激光制備的芯片實驗室樣品

大功率超快激光脈沖穿透玻璃。緊聚焦的飛秒激光脈沖可以經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)具有多功能的通用微流控芯片。超短脈沖寬度提供了令人難以置信的峰值功率，即使在透明材料中，也可以進(jìn)行表面和塊狀材料內(nèi)部的改性以進(jìn)行劃線。

▲飛秒激光加工的芯片溝道特寫

超快激光確保加工的高精度和高質(zhì)量。通過利用激光的高度空間選擇性，可以將相互作用區(qū)域精確地設(shè)置在材料的特定局部區(qū)域。這使得飛秒加工技術(shù)可以在透明材料中以微尺度對復(fù)雜的三維形狀進(jìn)行非常高分辨率的圖案化和雕刻。

▲深度小于10 μm的溝道特寫
NKT超快激光器可以實現(xiàn)非常精細(xì)的深度和通道寬度控制

飛秒級超短脈沖寬度比材料中的電子-聲子耦合過程都短，因此超短的飛秒脈沖寬度，意味著在飛秒時間尺度傳遞能量，這能很好的抑制熱影響區(qū)的形成和熱損害。這種“冷燒蝕”方式實現(xiàn)了高精度和高分辨率的微加工處理，并具有無與倫比的處理可靠性。緊密聚焦的光束可以在微尺度上非常高分辨率地對復(fù)雜形狀進(jìn)行微加工。

▲用ORIGAMI XP飛秒激光處理過的芯片實驗室樣品的特寫
圖片展示為芯片中直徑約0.6 mm的圓形儲集層