CO₂激光技术丰富了聚合物微流控芯片的制作方法，在芯片的微沟道、储液池加工中得到了一定程度的应用。CO₂激光加工聚合物PMMA时易产生重铸物现象，这是阻碍CO₂激光技术更广泛地应用于微流控芯片制作中的主要问题。本文从理论分析、仿真和实验验证三个方面研究了重铸物的形成机理，并针对主要影响因素提出针对性解决方案。在实验现象的基础上分析了CO₂激光红外热作用下PMMA的变化机理。从传热学、材料物理状态变化两方面分析PMMA的三种状态变化，以及在此过程中材料内部形成的作用力。研究了在气体压力、热应力的作用下不同状态的材料发生的运动与变形，并最终形成重铸物的过程，并分析了重铸物对于芯片制作的影响。根据理论分析结果，采用ANSYS软件对CO₂激光作用下材料的运动与变形过程进行仿真。利用显微镜、CCD及图像处理软件等搭建了激光加工的在线显微拍摄装置，对重铸物的形成过程进行显微拍摄，直接验证了理论分析及仿真的结果。实验中的边缘气泡及后压气体等现象也对分析及仿真的结果进行了间接的验证。从理论分析及实验两方面研究了热量对于重铸物形成的影响。分析了挤出PMMA存在的材料取向现象，以及对于重铸物形成的影响机理，并采用拍摄实验进行验证。结果表明，热影响区是决定重铸物形成的直接因素。从传热学出发，推导了热影响区与热量及材料性质的关系。根据热影响区的表达式，采用合理的工艺参数组合以及气体冷却两种方法减小热影响区，以达到抑制重铸物形成的目的，并搭建了激光加工的气体冷却系统。提出了环切后处理工艺，并分析了工艺原理及关键的工艺参数。采用微流控芯片的标准检测流程验证了工艺的可行性。实验表明，采用合理的工艺参数组合、气体冷却及环切工艺相结合的方案，可以消除CO₂激光加工PMMA时形成的重铸物对于芯片制作的影响。