为了降低激光直接辐照透明介电材料的表面加工粗糙度和激光能量密度刻蚀阈值, 提高微光学元件的产出率, 介绍了一种用固体介质作吸收层, 激光直接作用在透明光学材料上进行微纳加工的激光诱导背面干法刻蚀工艺。首先, 选用95氧化铝陶瓷作固体材料辅助吸收层, 应用中心波长为1 064 nm的掺镱光纤激光器, 在3.2 mm厚的熔融石英玻璃表面刻蚀了亚微米尺度的二维周期性光栅结构。然后, 对刻蚀参数进行拟合并探讨了激光能量密度对刻蚀参数的影响。最后, 观察该二元光学元件的衍射花样图形并讨论其衍射特性。实验制备了槽深为4.2 μm, 槽底均方根粗糙度小于40 nm, 光栅常数为25 μm的二维微透射光栅, 其刻蚀阈值低于7.66 J/cm2。结果表明,应用该工艺制备二维透射光栅, 降低了激光刻蚀透明材料的密度阈值及加工结构的表面粗糙度。

利用准分子激光微加工技术与模塑技术相结合的方法制造微流控芯片。用准分子激光在玻璃基胶层上刻蚀出加工质量较高的微流控生物芯片形貌，通过电铸技术对微流控芯片进行复制，得到反向金属模具。用金属模具通过注塑成型技术用聚碳酸酯注塑出微流控芯片。系统研究了准分子激光的能量密度和工作台移动速度对胶层微通道加工质量的影响；测量并分析了激光刻蚀加工出的微流控芯片原型、电铸的反向金属模板和注塑成型后的微流控芯片的轮廓精度和表面粗糙度，上表面尺度偏差不大于2 μm，底面粗糙度小于20 nm。对注塑出的微流控芯片和激光直写刻蚀的几何结构相同的微流控芯片的流动性能进行比较测试。在流速较小时，用激光微加工技术与模塑技术相结合的方法加工的微通道比准分子激光直写法所加工的微通道流动性能更好。

采用CO2激光直写加工技术在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基片表面直写微通道，分析了CO2激光扫描速度和加工次数对加工质量的影响。在加工次数相同的情况下，微通道宽度和深度与扫描速度成反比，在一定速度范围内，微通道深度与扫描速度呈近似线性关系；在扫描速度一定的情况下，微通道的深度和宽度随着加工次数的增加逐渐增大，微通道宽度与加工次数呈不规则幂函数关系。分别在表面光滑、表面打毛和表面附着水膜的基片上加工微通道，并对通道的几何尺寸和粗糙度进行了比较分析。在2种不同实验条件下加工出水力直径为80 μm的微通道，并对微通道的相对粗糙度进行比较，发现通过在基片表面附着水膜的方法可以有效地降低相对粗糙度。这种工艺改进，能够使采用CO2激光直写法加工PMMA基微流控芯片更可行。