Гарчанде ки лазерҳои ултратезӣ даҳсолаҳо вуҷуд доранд, татбиқи саноатӣ дар ду даҳсолаи охир босуръат афзоиш ёфт. Дар соли 2019, арзиши бозории ultrafastмаводи лазерӣкоркард тақрибан 460 миллион доллари ИМА-ро ташкил дод, ки суръати афзоиши солонаи мураккаб 13% -ро ташкил дод. Самтҳои татбиқе, ки дар он лазерҳои ултра тез барои коркарди маводи саноатӣ бомуваффақият истифода шудаанд, истеҳсол ва таъмири фотонискҳо дар саноати нимноқилҳо, инчунин буридани кремний, буридани шиша / навиштаҷоти шиша ва (оксиди тин индиум) тоза кардани филми ITO дар электроникаи маишӣ ба монанди телефонҳои мобилӣ ва планшетҳо мебошанд. , текстураи поршен барои саноати автомобилсозӣ, истеҳсоли стенти коронарӣ ва истеҳсоли дастгоҳи микрофлюидӣ барои саноати тиб.
01 Истеҳсол ва таъмири фотомаска дар саноати нимноқилҳо
Лазерҳои ултратез дар яке аз аввалин барномаҳои саноатӣ дар коркарди мавод истифода мешуданд. IBM дар бораи татбиқи абляцияи лазерии фемтосекунд дар истеҳсоли фотониқоб дар солҳои 1990 гузориш дод. Дар муқоиса бо абляцияи лазерии наносекунд, ки метавонад пошидани металл ва осеби шишаро ба вуҷуд орад, ниқобҳои лазерии фемтосекунд пошидани металл, осеби шиша ва ғайраро нишон намедиҳанд. Афзалиятҳо. Ин усул барои истеҳсоли микросхемаҳои интегралӣ (IC) истифода мешавад. Истеҳсоли чипи IC метавонад то 30 ниқобро талаб кунад ва арзиши он > 100 000 долларро ташкил диҳад. Коркарди лазерии фемтосекунд метавонад хатҳо ва нуқтаҳоро аз 150 нм коркард кунад.
Расми 1. Истеҳсол ва таъмири фотомаска
Расми 2. Натиҷаҳои оптимизатсияи намунаҳои гуногуни ниқоб барои литографияи шадиди ултрабунафш
02 Буридани кремний дар саноати нимноқилҳо
Буридани вафли кремнийӣ як раванди стандартии истеҳсолӣ дар саноати нимноқилҳост ва маъмулан бо истифода аз буридани механикӣ анҷом дода мешавад. Ин чархҳои буридан аксар вақт микрокрекҳоро ба вуҷуд меоранд ва буридани вафли борик (масалан, ғафсӣ < 150 мкм) душвор аст. Буридани лазерии пластинкаҳои кремнийӣ дар саноати нимноқилҳо солҳои зиёд, махсусан барои вафли борик (100-200мкм) истифода мешавад ва дар марҳилаҳои гуногун амалӣ карда мешавад: чуқурии лазерӣ, пас аз ҷудокунии механикӣ ё буриши пинҳонӣ (яъне нури лазерии инфрасурх дар дохили дохили он). скрипти кремний) пас аз ҷудокунии лентаи механикӣ. Лазери наносония метавонад дар як соат 15 вафлиро коркард кунад ва лазери пикосония дар як соат 23 вафлиро бо сифати баландтар коркард кунад.
03 Буридани шиша дар саноати электроникаи истеъмолӣ
Экранҳои сенсорӣ ва айнакҳои муҳофизатӣ барои телефонҳои мобилӣ ва ноутбукҳо борик мешаванд ва баъзе шаклҳои геометрӣ каҷ мешаванд. Ин буридани анъанавии механикиро душвортар мекунад. Лазерҳои маъмулӣ одатан сифати пасти буришро ба вуҷуд меоранд, хусусан вақте ки ин дисплейҳои шишагӣ 3-4 қабат ҷамъ карда мешаванд ва шишаи муҳофизатии ғафсии болоии 700 мкм гарм карда мешавад, ки метавонад бо фишори маҳаллӣ шикаста шавад. Нишон дода шудааст, ки лазерҳои ултраfast қодиранд ин айнакҳоро бо қувваи беҳтари канор буридаанд. Барои буридани панели ҳамвор, лазери фемтосекунд метавонад ба сатҳи қафои варақи шиша тамаркуз карда, даруни шишаро бидуни осеб ба сатҳи пеш харошад. Пас аз он шиша метавонад бо истифода аз воситаҳои механикӣ ё гармӣ дар баробари намунаи холӣ шикаста шавад.
Тасвири 3. Буридани шишаи лазерии пикосекунд, ки шакли махсус дорад
04 Текстураҳои поршенӣ дар саноати автомобилсозӣ
Мошинхои сабукрав аз хӯлаҳои алюминий сохта шудаанд, ки мисли оҳан ба фарсудашавӣ тобовар нестанд. Тадқиқотҳо нишон доданд, ки коркарди лазерии фемтосекундии матнҳои поршении мошин метавонад соишро то 25% кам кунад, зеро партовҳо ва равғанро самаранок нигоҳ доштан мумкин аст.
Расми 4. Коркарди лазерии фемтосекундии поршенҳои муҳаррики автомобилӣ барои беҳтар кардани кори муҳаррик
05 Истеҳсоли стенти коронарӣ дар соҳаи тиб
Миллионҳо стентҳои коронарӣ ба рагҳои коронарии бадан насб карда мешаванд, то каналеро кушоянд, ки хун ба рагҳои дигар лахташуда ҷорӣ шавад ва ҳар сол миллионҳо нафарро наҷот медиҳад. Стентҳои коронарӣ маъмулан аз филизӣ (масалан, аз пӯлоди зангногир, хӯлаи хотираи шакли никел-титан ё ба наздикӣ хӯлаи кобальт-хром) бо сими тор бо паҳнои устухон тақрибан 100 мкм сохта мешаванд. Дар муқоиса бо буридани лазерии набзи дароз, бартариҳои истифодаи лазерҳои ултрафаст барои буридани кронштейнҳо сифати баланди буриш, беҳтар кардани сатҳи рӯизаминӣ ва партовҳои камтар мебошанд, ки хароҷоти пас аз коркардро коҳиш медиҳанд.
06 Истеҳсоли дастгоҳҳои микрофлюидӣ барои саноати тиб
Дастгоҳҳои микрофлюидӣ одатан дар соҳаи тиб барои санҷиш ва ташхиси беморӣ истифода мешаванд. Инҳо маъмулан тавассути қолаби микро-сӯзандоруи қисмҳои алоҳида ва сипас бо истифода аз ширеш ё кафшер пайваст карда мешаванд. Истеҳсоли лазерии ултратези дастгоҳҳои микрофлюидӣ бартарии тавлиди микроканалҳои 3D дар дохили маводи шаффоф ба монанди шиша бидуни ниёз ба пайвастшавӣ дорад. Яке аз усулҳо истеҳсоли лазерии ултратез дар дохили як шишаи калон ва пас аз пошидани кимиёвии тар мебошад ва дигараш абляцияи лазерии фемтосекунд дар дохили шиша ё пластикӣ дар оби тозашуда барои тоза кардани партовҳо мебошад. Муносибати дигар ин коркарди каналҳо ба сатҳи шиша ва мӯҳр кардани онҳо бо сарпӯши шишагӣ тавассути кафшери лазерии фемтосекунд мебошад.
Тасвири 6. Фемтосекунд аз лазерии интихобӣ барои омода кардани каналҳои микрофлюидӣ дар дохили маводи шишагӣ
07 Пармакунии хурд аз сопло инжектор
Коркарди микросӯрохиҳои лазерии фемтосекунд дар бисёре аз ширкатҳо дар бозори инжекторҳои фишорбаландӣ бо сабаби чандирии бештар дар тағир додани профилҳои сӯрохи ҷараён ва кӯтоҳтар вақти коркард микро-EDM-ро иваз кард. Қобилияти ба таври худкор идора кардани мавқеи фокус ва майли чӯб тавассути сари скании пешин боиси тарҳрезии профилҳои диафрагма (масалан, баррел, аланга, конвергенсия, дивергенсия) гардид, ки метавонанд ба атомизатсия ё воридшавӣ дар камераи сӯзиш мусоидат кунанд. Вақти пармакунӣ аз ҳаҷми аблятсия вобаста аст, ки ғафсии парма аз 0,2 – 0,5 мм ва диаметри сӯрох 0,12 – 0,25 мм аст, ки ин техникаро нисбат ба micro-EDM даҳ маротиба тезтар мекунад. Микропармакунӣ дар се марҳила, аз ҷумла дағалсозӣ ва анҷом додани сӯрохиҳои пилотӣ анҷом дода мешавад. Аргон ҳамчун гази ёрирасон барои муҳофизат кардани чоҳ аз оксидшавӣ ва муҳофизат кардани плазмаи ниҳоӣ дар марҳилаҳои аввал истифода мешавад.
Расми 7. Коркарди дақиқи баланди лазерии фемтосекундии сӯрохи конуси баръакс барои инжектори муҳаррики дизелӣ
08 Текстуринги лазерии ултра зуд
Дар солхои охир бо максади баланд бардоштани дакикии коркард, кам кардани зарари моддй ва баланд бардоштани самаранокии коркард, сохаи микромеханик тадричан дар маркази диккати тадкикотчиён карор гирифтааст. Лазерии Ultrafast дорои бартариҳои гуногуни коркард, аз қабили зарари кам ва дақиқи баланд, ки ба маркази мусоидат ба рушди технологияи коркард табдил ёфтааст. Дар айни замон, лазерҳои ултрафаст метавонанд дар маводҳои гуногун амал кунанд ва зарари моддии коркарди лазерӣ низ як самти асосии тадқиқот мебошад. Барои бартараф кардани маводҳо лазери ултратез истифода мешавад. Ҳангоме ки зичии энергияи лазер аз ҳадди абляцияи мавод баландтар аст, сатҳи маводи аблатшуда сохтори микро-нано бо хусусиятҳои муайян нишон медиҳад. Тадқиқотҳо нишон медиҳанд, ки ин сохтори рӯизаминӣ як падидаи маъмулест, ки ҳангоми коркарди лазерии маводҳо рух медиҳад. Тайёр кардани сохторҳои рӯизаминии микро-нано метавонад хосиятҳои худи маводро беҳтар кунад ва инчунин ба коркарди маводи нав имкон диҳад. Ин тайёр кардани сохторҳои микро-нано рӯизаминиро тавассути лазери ултратез ба усули техникӣ табдил медиҳад, ки аҳамияти муҳими рушд дорад. Дар айни замон, барои маводи металлӣ, тадқиқот оид ба текстураи сатҳи лазерии ултратез метавонад хосиятҳои тар кардани сатҳи металлро беҳтар созад, хосиятҳои фриксия ва фарсудашавии рӯиро беҳтар созад, пайвастагии рӯйпӯшҳо ва паҳншавии самтнок ва пайвастшавии ҳуҷайраҳоро беҳтар созад.
Расми 8. Хусусиятҳои супергидрофобии сатҳи кремнийи бо лазер омодашуда
Ҳамчун технологияи пешқадами коркард, коркарди лазерии ултрафаст дорои хусусиятҳои минтақаи хурди гармӣ, раванди ғайримуқаррарии мутақобила бо маводҳо ва коркарди баландсифати берун аз ҳудуди дифраксия мебошад. Он метавонад коркарди босифат ва дақиқи баланди микро-нано-материалҳои гуногунро амалӣ созад. ва сохтани сохтори се андозагирии микро-нано. Муваффақ шудан ба истеҳсоли лазерии маводи махсус, сохторҳои мураккаб ва дастгоҳҳои махсус барои истеҳсоли микро-нано роҳҳои нав мекушояд. Дар айни замон, лазерии фемтосекунд дар бисёр соҳаҳои муосири илмӣ васеъ истифода мешавад: лазери фемтосекунд метавонад барои тайёр кардани дастгоҳҳои гуногуни оптикӣ, аз қабили массивҳои микролентаҳо, чашмҳои пайвастаи бионикӣ, мавҷҳои оптикӣ ва метасурфасҳо истифода шавад; бо истифода аз дақиқии баланд, қарори баланд ва Бо қобилияти коркарди се андоза, лазери фемтосекунд метавонад микросхемаҳои микрофлюидӣ ва оптикӣ, аз қабили ҷузъҳои microheater ва каналҳои се-ченакаи микрофлюидикиро омода ё муттаҳид кунад; илова бар ин, лазерии фемтосекунд инчунин метавонад намудҳои гуногуни микро-наноструктураи рӯизаминиро барои ноил шудан ба функсияҳои зидди инъикос, зидди инъикос, супер-гидрофобӣ, зидди яхбандӣ ва дигар омода созад; на танҳо ин, лазери фемтосекунд инчунин дар соҳаи биотибб татбиқ карда шудааст, ки дар соҳаҳо ба монанди микро-стентҳои биологӣ, субстратҳои фарҳанги ҳуҷайра ва тасвири микроскопии биологӣ нишон медиҳад. Дурнамои васеъи татбиқ. Дар айни замон, соҳаҳои татбиқи коркарди лазерии фемтосекунд сол аз сол васеъ мешаванд. Илова ба микро-оптика, микрофлюидика, микро-наноструктураи бисёрфунксионалӣ ва барномаҳои муҳандисии биотиббӣ, он инчунин дар баъзе соҳаҳои пайдошуда, ба монанди омодасозии метасатр нақши бузург мебозад. , истеҳсоли микро-нано ва нигаҳдории иттилооти оптикии бисёрченака ва ғайра.
Вақти фиристодан: апрел-17-2024
