லேசர் "செதுக்குதல்" வைரம்: கடினமான பொருளை ஒளியால் வெல்வது

வைரம்இயற்கையிலேயே மிகவும் கடினமான பொருள், ஆனால் அது வெறும் நகை மட்டுமல்ல. இந்த பொருள் தாமிரத்தை விட ஐந்து மடங்கு வேகமான வெப்ப கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, தீவிர வெப்பம் மற்றும் கதிர்வீச்சைத் தாங்கும், ஒளியைக் கடத்தும், தனிமைப்படுத்தும் மற்றும் குறைக்கடத்தியாக கூட மாற்ற முடியும். இருப்பினும், இந்த "வல்லரசுகள்" தான் வைரத்தை செயலாக்க "மிகவும் கடினமான" பொருளாக ஆக்குகின்றன - பாரம்பரிய கருவிகளால் அதை வெட்டவோ அல்லது விரிசல்களை விடவோ முடியாது. லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் வருகைக்குப் பிறகுதான் மனிதர்கள் இந்த "பொருட்களின் ராஜாவை" வெல்வதற்கான ஒரு திறவுகோலை இறுதியாகக் கண்டுபிடித்தனர்.

லேசர் வைரத்தை ஏன் "வெட்ட" முடியும்?

சூரிய ஒளியை மையப்படுத்தி காகிதத்தைப் பற்றவைக்க ஒரு பூதக்கண்ணாடியைப் பயன்படுத்துவதை கற்பனை செய்து பாருங்கள். லேசர் வைரத்தை பதப்படுத்துவதற்கான கொள்கை ஒத்திருக்கிறது, ஆனால் மிகவும் துல்லியமானது. உயர் ஆற்றல் கொண்ட லேசர் கற்றை வைரத்தை கதிர்வீச்சு செய்யும் போது, ஒரு நுண்ணிய "கார்பன் அணு உருமாற்றம்" ஏற்படுகிறது:

1. வைரம் கிராஃபைட்டாக மாறுகிறது: ஒரு வைரம் உடனடியாக பென்சில் ஈயமாக "சிதைவடைவது" போல, லேசர் ஆற்றல் மேற்பரப்பு வைர அமைப்பை (sp³) மென்மையான கிராஃபைட்டாக (sp²) மாற்றுகிறது.

2. கிராஃபைட் "ஆவியாக்கப்படுகிறது": கிராஃபைட் அடுக்கு அதிக வெப்பநிலையில் பதங்கமடைகிறது அல்லது ஆக்ஸிஜனால் பொறிக்கப்படுகிறது, துல்லியமான செயலாக்க மதிப்பெண்களை விட்டுச்செல்கிறது. 3. முக்கிய திருப்புமுனை: குறைபாடுகள் கோட்பாட்டில், சரியான வைரத்தை புற ஊதா லேசர் (அலைநீளம் <229 nm) மூலம் மட்டுமே செயலாக்க முடியும், ஆனால் உண்மையில், செயற்கை வைரங்கள் எப்போதும் சிறிய குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன (அசுத்தங்கள் மற்றும் தானிய எல்லைகள் போன்றவை). இந்த குறைபாடுகள் சாதாரண பச்சை ஒளி (532 nm) அல்லது அகச்சிவப்பு லேசர் (1064 nm) உறிஞ்சப்படுவதை அனுமதிக்கும் "துளைகள்" போன்றவை. குறைபாடு பரவலை ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் வைரத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவத்தை செதுக்க லேசரை விஞ்ஞானிகள் "கட்டளையிட" முடியும்.

லேசர் வகை: "உலை"யிலிருந்து "பனி கத்தி" வரையிலான பரிணாமம்

லேசர் செயலாக்கம் கணினி எண் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள், மேம்பட்ட ஒளியியல் அமைப்புகள் மற்றும் உயர்-துல்லியமான மற்றும் தானியங்கி பணிப்பகுதி நிலைப்படுத்தல் ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைத்து ஆராய்ச்சி மற்றும் உற்பத்தி செயலாக்க மையத்தை உருவாக்குகிறது. வைர செயலாக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டால், இது திறமையான மற்றும் உயர்-துல்லியமான செயலாக்கத்தை அடைய முடியும்.

1. மைக்ரோசெகண்ட் லேசர் செயலாக்கம் மைக்ரோசெகண்ட் லேசர் துடிப்பு அகலம் அகலமானது மற்றும் பொதுவாக கடினமான செயலாக்கத்திற்கு ஏற்றது. பயன்முறை பூட்டுதல் தொழில்நுட்பம் தோன்றுவதற்கு முன்பு, லேசர் துடிப்புகள் பெரும்பாலும் மைக்ரோசெகண்ட் மற்றும் நானோசெகண்ட் வரம்பில் இருந்தன. தற்போது, மைக்ரோசெகண்ட் லேசர்களுடன் நேரடி வைர செயலாக்கம் குறித்த சில அறிக்கைகள் உள்ளன, மேலும் அவற்றில் பெரும்பாலானவை பின்-இறுதி செயலாக்க பயன்பாட்டுத் துறையில் கவனம் செலுத்துகின்றன.

2. நானோசெகண்ட் லேசர் செயலாக்கம் நானோசெகண்ட் லேசர்கள் தற்போது ஒரு பெரிய சந்தைப் பங்கை ஆக்கிரமித்துள்ளன, மேலும் நல்ல நிலைத்தன்மை, குறைந்த செலவு மற்றும் குறுகிய செயலாக்க நேரம் ஆகிய நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை நிறுவன உற்பத்தியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், நானோசெகண்ட் லேசர் நீக்குதல் செயல்முறை மாதிரிக்கு வெப்ப ரீதியாக அழிவை ஏற்படுத்துகிறது, மேலும் மேக்ரோஸ்கோபிக் வெளிப்பாடு என்னவென்றால், செயலாக்கம் ஒரு பெரிய வெப்ப-பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்தை உருவாக்குகிறது.

3. பைக்கோசெகண்ட் லேசர் செயலாக்கம் பைக்கோசெகண்ட் லேசர் செயலாக்கம் நானோசெகண்ட் லேசர் வெப்ப சமநிலை நீக்கம் மற்றும் ஃபெம்டோசெகண்ட் லேசர் குளிர் செயலாக்கத்திற்கு இடையில் உள்ளது.துடிப்பு கால அளவு கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது, இது வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்தால் ஏற்படும் சேதத்தை வெகுவாகக் குறைக்கிறது.

4. ஃபெம்டோசெகண்ட் லேசர் செயலாக்கம் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் லேசர் தொழில்நுட்பம் வைர நுண்ணிய செயலாக்கத்திற்கான வாய்ப்புகளைத் தருகிறது, ஆனால் ஃபெம்டோசெகண்ட் லேசர்களின் அதிக விலை மற்றும் பராமரிப்பு செலவு செயலாக்க முறைகளை மேம்படுத்துவதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. தற்போது, தொடர்புடைய பெரும்பாலான ஆராய்ச்சிகள் ஆய்வக நிலையிலேயே உள்ளன.

முடிவுரை

"வெட்ட இயலாமை" முதல் "விருப்பப்படி செதுக்குதல்" வரை, லேசர் தொழில்நுட்பம் உருவாக்கியுள்ளதுவைரம் இனி ஆய்வகத்தில் சிக்கிய "குவளை" அல்ல. தொழில்நுட்பத்தின் மறு செய்கையால், எதிர்காலத்தில் நாம் காணலாம்: மொபைல் போன்களில் வெப்பத்தை சிதறடிக்கும் வைர சில்லுகள், தகவல்களைச் சேமிக்க வைரங்களைப் பயன்படுத்தும் குவாண்டம் கணினிகள் மற்றும் மனித உடலில் பொருத்தப்பட்ட வைர பயோசென்சர்கள் கூட... ஒளி மற்றும் வைரங்களின் இந்த நடனம் நம் வாழ்க்கையை மாற்றுகிறது.