提出了两种利用红外激光诱导钡化合物化学反应刻蚀石英玻璃的新方法,钡化合物分别选用BaCrO₄和Ba(OH)₂。通过能谱分析进行推理和利用X射线衍射图谱分析和验证,发现激光诱导BaCrO₄化学反应刻蚀石英玻璃过程中得到的微通道出现崩边和微裂纹现象,BaCrO₄分解生成的BaO在高温条件下与SiO₂发生化学反应生成BaSiO₃,因此这种方法能直接用于刻蚀石英玻璃;在激光诱导Ba(OH)₂化学反应刻蚀石英玻璃的过程中,Ba(OH)₂以及其分解生成的BaO在高温条件下都会与SiO₂发生化学反应生成BaSiO₃,也能直接刻蚀石英玻璃。两种方法的刻蚀机理不同,故刻蚀效果存在较大差异。

利用248 nm纳秒准分子激光, 采用掩模投影和石英玻璃前表面直写刻蚀的方法, 研究了激光脉冲能量密度、重复频率、扫描次数对微通道裂损的影响规律, 分析了石英玻璃激光刻蚀及裂损的机理。结果表明, 248 nm纳秒准分子激光刻蚀石英玻璃的机理为光致电离及热烧蚀的共同作用; 无裂损刻蚀JGS1型石英玻璃的激光能量密度阈值范围为16~30 J·cm-2, 刻蚀率可达每脉冲500 nm; 随着激光重复频率及扫描次数的增加, 微通道容易因热积累及等离子体微爆炸冲击作用而裂损。基于优化的激光加工参数, 当微通道宽度小于100 μm时, 可以实现无裂损的直线型(深度小于或等于50 μm)及圆弧型(深度小于或等于28.5 μm)微通道的加工。