Breathnaítear ar an léasair mar cheann de na haireagáin is mó sa 20ú haois. Le deireadh trí réabhlóidí tionsclaíocha, beidh an léasair mar an eochair chun an ceathrú réabhlóid tionsclaíoch a threorú. Tá teacht chun cinn léasair tar éis forbairt an tionscail a chur chun cinn go mór. Is é an léasair an modh is úire agus is mó a úsáidtear i meaisínithe mar gheall ar a buntáistí cosúil le cumhacht ard, fócas éasca, gile ard, agus dea-stiúracht. Tá na buntáistí a bhaineann le cruinneas ard, ardluais, agus costas íseal ag próiseáil léasair. Is féidir é a rialú go huathoibríoch trí ríomhchlárú. Féadann sé an struchtúr a phróiseáil le cruth casta. Toisc gur próiseáil neamhtheagmhála í, ní dhéanfaidh sé damáiste don ábhar agus tá sé sábháilte agus iontaofa.
Aicmiú & tréithe próiseála léasair
De réir na meicníochta idirghníomhaithe idir léasair agus ábhar, is féidir próiseáil léasair a roinnt ina dhá chatagóir: próiseáil teirmeach léasair agus próiseáil neamhtheirmeach. Tá na cineálacha léasair a úsáidtear i bpróiseáil theirmeach agus i bpróiseáil neamhtheirmeach difriúil. Is iondúil go n-úsáidtear an léasair fhada nó an léasair leanúnach i bpróiseáil theirmeach, agus is iondúil go n-úsáidtear an léasair ultrashort bíge mar picosecond agus femtosecond i bpróiseáil neamhtheirmeach.
Mínítear brainse ultrafast an teaghlaigh seo níos faide inár n-alt arteicneolaíocht próiseála léasair ultrafast.
Úsáideann próiseáil teirmeach léasair an éifeacht teirmeach a tháirgtear sa phróiseas ionradaíochta léasair ábhair. Caithfidh córas móilíneach na n-ábhar ionradaithe fuinneamh a fháil i gcónaí ón ionradaíocht léasair agus é a thiontú ina fhuinneamh inmheánach féin. Ardaíonn teocht an limistéir ionradaithe go géar chun an pointe leá agus fiuchphointe ábhair a bhaint amach, a leá agus a bhaint, agus an cuspóir próiseála a bhaint amach. Toisc go dtógann sé ar feadh i bhfad fuinneamh an léasair a thiontú go fuinneamh inmheánach an chórais mhóilíneach, is minic a úsáidtear léasair pulse fada i bpróiseáil theirmeach. Tá an modh próiseála seo simplí agus díreach agus baineadh úsáid as go forleathan i ndéantúsaíocht thionsclaíoch, mar shampla gearradh léasair, déantúsaíocht breiseáin léasair, etc. Mar sin féin, mar gheall ar an idirleathadh teirmeach dosheachanta sa phróiseáil, tá cruinneas agus garbh na próiseála teirmeach léasair teoranta.
Is éard atá i gceist le próiseáil neamh-theirmeach úsáid a bhaint as na héifeachtaí neamhlíneacha (amhail ianú neamhlíneach, scaipeadh dromchla, etc.) de bharr suaitheadh an chórais leictreonaigh ábhar, trí aistriú agus ianú na bhfótón ionsú leictreon, spreagthaítear airíonna fisiceacha agus ceimiceacha na n-ábhar chun athrú, rud a fhágann go gcruthófar dhá iarmhairt núíosacha (leasair {2} polaiméir grianghraf). féin-chóimeáil, etc.), ag baint úsáide as na héifeachtaí núíosacha seo chun an méadú a bhaint amach An cuspóir atá le cruinneas meaisínithe agus leas iomlán a bhaint as. Toisc gur féidir an malartú fuinnimh idir an córas leictreon agus an léasair a chur i gcrích ar an toirt, is gnách go n-úsáideann an phróiseáil neamhtheirmeach léasair ultrashort bíog. Tá cruinneas ard agus modhanna próiseála éagsúla ag an modh seo, atá ar cheann de na hotspots taighde i réimse na próiseála léasair.
Buntáistí agus míbhuntáistí a bhaineann le próiseáil léasair femtosecond traidisiúnta
Dhá phríomhbhuntáiste a bhaineann le léasair femtosecond is ea buaic-chumhacht ultra-ard agus fad bíge ultra-ghearr. Is leor an bhuaicchumhacht ultra-chun éagsúlacht d’éifeachtaí neamhlíneacha a chothú, rud a shaibhríonn na modhanna próiseála léasair. Mar gheall ar na saintréithe ultra-tapa ama tá an próiseas idirghníomhaíochta idir léasair femtosecond agus ábhair an-ghearr freisin. Ní féidir an fuinneamh solais a ghlacann an limistéar ionradaíochta léasair a aistriú fiú go réimsí eile, ionas go gcinnteofar gur féidir an fuinneamh léasair a thaisceadh go cruinn sa raon ionradaíochta agus próiseáil ultra-mhín a bhaint amach.
Ag dul céim amháin níos giorra ná femtoseconds, foghlaim anprionsabal oibre léasair attosecond pulsed.
Faoi láthair, baineadh úsáid as an léasair femtosecond go forleathan i réimse na próiseála micrea agus nana, go príomha lena n-áirítear scríbhneoireacht dhíreach léasair agus masc léasair. Mar gheall ar theorainn díraonta an chórais meaisínithe, áfach, tá sé dodhéanta an limistéar ionradaíochta léasair a laghdú gan teorainn, rud a chuireann teorainn le feabhas breise ar an cruinneas meaisínithe. Ag an am céanna, mar gheall ar shaintréithe éagsúla neamhlíneacha ábhair éagsúla, tá spleáchas láidir ar ábhair ag próiseáil léasair femtosecond. Is minic a léiríonn an modh próiseála céanna éifeachtaí próiseála éagsúla d'ábhair éagsúla.
Buntáistí a bhaineann le próiseáil léasair femtosecond ultraivialait
Le forbairt an tionscail nua-aimseartha, tá an ceanglas maidir le cruinneas meaisínithe ag méadú, agus is é ceann de na príomhfhachtóirí a dhéanann difear do chruinneas meaisínithe léasair teorainn díraonta an chórais meaisínithe. Is paraiméadar fisiceach é an teorainn díraonta a chuireann síos ar chruinneas íomháithe nó próiseála córais optúla. Dá lú an teorainn díraonta, is airde an cruinneas próiseála. Go ginearálta, tá an teorainn díraonta comhréireach go díreach le tonnfhad an tsolais eachtra, agus mar sin laghdaítear an tonnfhad léasair an bealach is dírí agus is éifeachtaí chun an teorainn díraonta a fheabhsú. Mar shampla, is é an teicneolaíocht litagrafaíocht UV a úsáidtear go forleathan sa tionscal reatha ná an cruinneas próiseála a fheabhsú trí thonnfhad léasair a laghdú.
Tagraíonn léasair UV don léasair a bhfuil a tonnfhad níos lú ná 380nm. I gcomparáid leis an tonnfhad a úsáidtear go coitianta ag léasair femtosecond (go príomha sa bhanna solais infheicthe, 380nm-760nm), tá cruinneas próiseála an léasair femtosecond UV níos airde. Ag an am céanna, mar gheall ar thonnfhad gearr an léasair femtosecond ultraivialait agus an fuinneamh mór de fhótón aonair, is féidir le fótóin bannaí ceangailteach móilíní nó adamh a ghearradh go díreach, rud is imoibriú fótacheimiceach go bunúsach, go bunúsach gan feiniméan leá, rud a chuireann teorainn le tionchar na héifeachta teirmeach. Ar an láimh eile, is é an banna UV an banna íogair go leor polaiméirí, mar shampla photoresists. Déanfaidh na polaiméirí seo éifeacht polaiméirithe dhá fhótón a tháirgeadh faoi ionradaíocht léasair femtosecond ultraivialait, rud a fhágann go ndéantar an colloid sreafa a pholaiméiriú i soladach le neart meicniúil ard. Tar éis a phróiseáil, déanfar an photoresist a nite ar shiúl, agus is féidir an struchtúr atá ag teastáil a fháil. Trí úsáid a bhaint as an bprionsabal seo, is féidir próiseáil struchtúr 3D den scoth a dhéanamh.
Chun na hiarmhairtí praiticiúla a bhaineann le ceann amháin a roghnú thar an gceann eile, déan comparáid idir andifríocht idir léasair UV agus infridhearg.
Saintréithe & buntáistí meaisínithe femtosecond i réimsí veicteora & vortex
Díríonn próiseáil traidisiúnta léasair femtosecond go príomha ar shaintréithe fuinnimh an léasair. Tá éifeacht neamhlíneach na n-ábhar ionduchtaithe ag fuinneamh ultra-ard{{-an réimse léasair femtosecond, chun an cuspóir próiseála a bhaint amach. Sa phróiseas idirghníomhaíochta idir solas agus ábhar, ní hamháin go bhfuil ionsú fuinnimh ach freisin malartú móiminteam, rud a chiallaíonn gur féidir leis an modh léasair nua spraoi iomlán a thabhairt dá buntáistí i réimse na próiseála femtosecond.
Tá an réimse Veicteoir agus an réimse vortex dhá cheann de na modhanna léasair nua is tipiciúla. Mar gheall ar a saintréithe spásúla topological de polarú agus céim an réimse tá roinnt airíonna fisiceacha speisialta. Mar shampla, is féidir leis an réimse veicteoir teacht le chéile go dtí an láthair fócasach thar an teorainn díraonta, atá níos lú i méid, mar sin tá an cruinneas meaisínithe níos airde. Ar an láimh eile, is féidir leis an móiminteam uilleach fótóin a iompraíonn an réimse féin móiminteam a mhalartú leis an ábhar. Mar shampla, iompraíonn an réimse solais vortex le struchtúr céim bíseach móiminteam uilleach fithiseach an fhótóin, a thiomáineann na cáithníní chun rothlú timpeall an ais sheasta; iompraíonn an solas láimhe clé nó láimhe clé móiminteam uilleach casadh an fhótóin, ar féidir leis na cáithníní rothlú a spreagadh; is féidir leis an réimse solais veicteora a athraíonn a staid polaraithe leis an suíomh spásúil an t-idirghníomhú idir an móiminteam uilleach a thaispeáint. Ar an mbealach céanna, is féidir tréithe móiminteam réimsí veicteora agus vortex a úsáid freisin i bpróiseáil léasair femtosecond, mar úsáid réimsí vortex chun struchtúir chiriúla a aslú, úsáid réimsí veicteora chun patrúin casta a chothú agus mar sin de.
I gcomparáid leis an bpróiseáil léasair femtosecond traidisiúnta, déanann próiseáil léasair femtosecond réimse veicteora agus vortex arna dtáirgeadh ag an gcóras léasair ultraivialait ardchumhachta le tréithe ama spás inrialaithe-an struchtúr próiseála éagsúlaithe agus casta. Trí dháileadh céime agus polaraithe an réimse solais a dhearadh, is féidir linn éagsúlacht patrún dromchla a fháil agus fiú topology tríthoiseach casta. Ag baint úsáide as teicneolaíocht múnlaithe bíge léasair femtosecond in éineacht le spás-teicneolaíocht modhnú solais ama agus spás-teicneolaíocht dhírigh ama chun an chuisle léasair ultrafast a mhodhnú san fhearann ama agus san fhearann minicíochta, agus an próiseáil tríthoiseach nana-nana-tríthoiseach agus feidhmiú praiticiúil in ábhair éagsúla a fhíorú. Táthar ag súil go mbeidh ról tábhachtach ag na teicneolaíochtaí seo in optaic chomhtháite nua agus i micri-nana-nana-optaice.
Buntáistí & feidhmeanna féideartha na réimsí solais ultraivialait, veicteora, agus vortex femtosecond
Le forbairt leanúnach an tionscail, ní féidir leis an teicneolaíocht próiseála léasair femtosecond traidisiúnta freastal ar an éileamh tionsclaíoch atá ag fás, mar sin ní mór é a fhorbairt agus a uasmhéadú. Is bealach éifeachtach é teicneolaíocht próiseála léasair UV femtosecond chun cruinneas próiseála a fheabhsú agus tá luach iarratais iontach aige i ndéantúsaíocht thionsclaíoch. D'athraigh teicneolaíocht próiseála léasair femtosecond réimse veicteora agus vortex an modh próiseála aonair traidisiúnta, rud a fhágann go bhfuil an próiseáil léasair níos solúbtha agus níos éagsúla. Ina theannta sin, is é veicteoir UV agus teicneolaíocht próiseála léasair vortex femtosecond freisin cleachtas agus fíorú teoiric an idirghníomhaíochta idir solas agus ábhar, rud a chabhraíonn leis an meicníocht fhisiceach níos doimhne a nochtadh agus tá tábhacht dhearfach eolaíoch aige.