Meastar go bhfuil an léasar ar cheann de na haireagáin is mó sa 20 ú haois. Le deireadh trí réabhlóid thionsclaíocha, beidh an léasair mar an eochair chun an ceathrú réabhlóid thionsclaíoch a threorú. Chuir teacht chun cinn léasair forbairt an tionscail chun cinn go mór. Is é an léasair an bealach is úire agus is forleithne a úsáidtear i meaisínithe mar gheall ar na buntáistí a bhaineann leis mar ardchumhacht, fócas éasca, gile ard, agus dea-threoir. Tá buntáistí ag baint le próiseáil léasair le cruinneas ard, ardluais agus costas íseal. 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 agus tréithe na próiseála léasair
De réir mheicníocht na hidirghníomhaíochta idir léasair agus ábhar, is féidir próiseáil léasair a roinnt ina dhá chatagóir: próiseáil theirmeach léasair agus próiseáil neamh-theirmeach. Tá na cineálacha léasair a úsáidtear i bpróiseáil theirmeach agus i bpróiseáil neamh-theirmeach difriúil. Úsáidtear an léasair cuisle fada nó an léasar leanúnach de ghnáth i bpróiseáil theirmeach, agus is gnách go n-úsáidtear an léasar bíog ultrashort mar picosecond agus femtosecond i bpróiseáil neamh-theirmeach.
Úsáideann próiseáil theirmeach léasair an éifeacht theirmeach a tháirgtear sa phróiseas ionradaíochta léasair ar 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 leáphointe agus fiuchphointe ábhair a bhaint amach, leá agus baint, agus cuspóir na próiseála a bhaint amach. Toisc go dtógann sé tamall fada fuinneamh an léasair a thiontú ina fhuinneamh inmheánach sa chóras móilíneach, is minic a úsáidtear léasair bíog fhada i bpróiseáil theirmeach. Tá an modh próiseála seo simplí agus díreach agus úsáideadh go forleathan é i ndéantúsaíocht thionsclaíoch, amhail gearradh léasair, déantúsaíocht breiseán léasair, srl. 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 bpróiseáil neamh-theirmeach na héifeachtaí neamhlíneach (mar ianú neamhlíneach, scaipthe dromchla, srl.) A úsáideann suaitheadh chóras leictreonach na n-ábhar a úsáid, trí aistriú agus ianú na bhfótón ionsúcháin leictreon, airíonna fisiceacha agus ceimiceacha spreagtar ábhair a athrú, rud a fhágann go nginfear roinnt éifeachtaí núíosacha (mar shampla polaiméiriú dhá fhótón, féin-thionól léasair, srl.), agus na héifeachtaí núíosacha seo á n-úsáid chun an méadú a bhaint amach An aidhm atá le cruinneas meaisínithe agus barrfheabhsú. Toisc gur féidir an malartú fuinnimh idir an córas leictreon agus an léasar a chríochnú ar an toirt, is gnách go n-úsáideann an phróiseáil neamh-theirmeach léasar bíog ultrashort. 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 léasar femtosecond is ea cumhacht buaic ultra-ard agus fad bíge ultra-ghearr. Is leor an bhuaicchumhacht ultra-ard chun éagsúlacht éifeachtaí neamhlíneach a aslú, a shaibhríonn na modhanna próiseála léasair. Déanann na tréithe ama ultra-tapa an próiseas idirghníomhaíochta idir léasair femtosecond agus ábhair an-ghearr. Ní féidir an fuinneamh éadrom a ghlacann an limistéar ionradaíochta léasair a aistriú go ceantair eile, chun a chinntiú gur féidir an fuinneamh léasair a thaisceadh go cruinn sa raon ionradaíochta agus próiseáil ultra-mhín a bhaint amach.
Faoi láthair, baineadh úsáid fhorleathan as an léasar femtosecond i réimse na próiseála micrea agus nana, lena n-áirítear scríbhneoireacht dhíreach léasair agus masc léasair den chuid is mó. Mar gheall ar theorainn díraonta an chórais mheaisínithe, áfach, ní féidir an limistéar ionradaíochta léasair a laghdú gan teorainn, rud a chuireann teorainn le feabhas breise ar chruinneas an mheaisínithe. Ag an am céanna, mar gheall ar shaintréithe neamhlíneach éagsúla ábhair éagsúla, tá próiseáil léasair femtosecond ag brath go mór ar ábhair. Is minic a thaispeánann an modh próiseála céanna éifeachtaí éagsúla próiseála ar ábhair éagsúla.
Buntáistí a bhaineann le próiseáil léasair ultraivialait femtosecond
Le forbairt an tionscail nua-aimseartha, tá an riachtanas maidir le cruinneas meaisínithe ag méadú, agus ceann de na príomhfhachtóirí a théann i bhfeidhm ar chruinneas meaisínithe léasair is ea teorainn díraonta an chórais meaisínithe. Is paraiméadar fisiceach í an teorainn díraonta a chuireann síos ar chruinneas íomháithe nó próiseála córais optúil. Is lú an teorainn díraonta, is airde an cruinneas próiseála. De ghnáth, bíonn an teorainn díraonta comhréireach go díreach le tonnfhad an tsolais theagmhais, agus mar sin is é an tonnfhad léasair a laghdú an bealach is dírí agus is éifeachtaí chun an teorainn díraonta a fheabhsú. Mar shampla, is í an teicneolaíocht liteagrafaíochta UV a úsáidtear go forleathan sa tionscal reatha ná cruinneas na próiseála a fheabhsú tríd an tonnfhad léasair a laghdú.
Tagraíonn léasair UV don léasar a bhfuil a tonnfhad níos lú ná 380 nm. I gcomparáid leis an tonnfhad a úsáideann léasair femtosecond go coitianta (sa bhanda solais infheicthe den chuid is mó, 380 nm-760nm), tá cruinneas próiseála an léasair UV femtosecond níos airde. Ag an am céanna, mar gheall ar thonnfhad gearr an léasair ultraivialait femtosecond agus fuinneamh mór fótóin amháin, is féidir le fótóin bannaí ceangailteacha móilíní nó adamh a ghearradh amach, ar imoibriú fótaiceimiceach é go bunúsach, gan feiniméan leáite go bunúsach. tionchar na héifeacht teirmeach a theorannú. Ar an láimh eile, is é an banda UV an banda íogair atá ag go leor polaiméirí, mar shampla fótaileolaithe. Tabharfaidh na polaiméirí seo éifeacht polaiméirithe dhá fhótón faoi ionradaíocht léasair femtosecond ultraivialait, rud a fhágann go ndéanann an colloid atá ag sileadh polaiméiriú go solad a bhfuil neart meicniúil ard aige. Tar éis a phróiseála, nitear an fótachóipeálaí ar shiúl, agus is féidir an struchtúr atá ag teastáil a fháil. Trí úsáid a bhaint as an bprionsabal seo, is féidir próiseáil struchtúir sár-fhíneáil 3 D a dhéanamh.
Saintréithe agus buntáistí meaisínithe femtosecond i réimsí veicteora agus vortex
Díríonn an phróiseáil léasair femtosecond traidisiúnta go príomha ar shaintréithe fuinnimh an léasair. Spreagann éifeacht ultra-ardfhuinnimh réimse léasair femtosecond éifeacht neamhlíneach na n-ábhar, chun cuspóir na próiseála a bhaint amach. Sa phróiseas idirghníomhaíochta idir solas agus ábhar, ní amháin ionsú fuinnimh ach malartú móiminteam freisin, rud a chiallaíonn gur féidir leis an modh léasair nua súgradh iomlán a thabhairt dá bhuntáistí i réimse na próiseála femtosecond.
Is é réimse an Veicteora agus réimse an vortex dhá cheann de na modhanna léasair nua is gnách. Mar gheall ar a dtréithe spásúla spásúla polaraithe agus céime tá roinnt airíonna fisiciúla speisialta ag an bpáirc. Mar shampla, is féidir leis an réimse veicteora teacht le chéile go dtí an láthair fócasach thar an teorainn díraonta, atá níos lú i méid, agus mar sin tá an cruinneas meaisínithe níos airde. Ar an láimh eile, is féidir leis an móiminteam uilleach fótón a iompraíonn an réimse féin móiminteam a mhalartú leis an ábhar. Mar shampla, iompraíonn réimse solais an vortex le struchtúr na céime bíseach móiminteam uilleach fithiseach an fhótóin, a thiomáineann na cáithníní rothlú timpeall an ais sheasta; iompraíonn solas polaraithe ciorclach na láimhe clé nó na láimhe deise móiminteam uilleach casadh an fhótóin, a fhéadann na cáithníní a rothlú; is féidir leis an réimse solais veicteora a n-athraíonn a staid pholaraithe leis an suíomh spásúil an idirghníomhaíocht idir an móiminteam uilleach a thaispeáint. Ar an gcaoi chéanna, is féidir tréithe móiminteam réimsí veicteora agus vortex a úsáid freisin i bpróiseáil léasair femtosecond, mar shampla réimsí vortex a úsáid chun struchtúir chiral a spreagadh, réimsí veicteora a úsáid chun patrúin chasta a spreagadh agus mar sin de.
I gcomparáid leis an bpróiseáil léasair femtosecond traidisiúnta, déanann an próiseáil léasair femtosecond réimse veicteora agus vortex a tháirgeann an córas léasair ultraivialait ardchumhachta le tréithe spáis-ama inrialaithe an struchtúr próiseála a éagsúlú agus a chasta. Trí chéim agus dáileadh polaraithe an réimse solais a dhearadh, is féidir linn éagsúlacht patrún dromchla agus fiú topology casta tríthoiseach a fháil. Ag baint úsáide as teicneolaíocht múnlaithe bíge léasair femtosecond in éineacht le teicneolaíocht mhodhnú solais spás-ama agus teicneolaíocht fócasaithe spáis-ama chun an bíog léasair ultrafast a mhodhnú sa réimse ama agus sa réimse minicíochta, agus an phróiseáil micrea-nana tríthoiseach agus an cur i bhfeidhm praiticiúil in ábhair éagsúla a bhaint amach. . Meastar go mbeidh ról tábhachtach ag na teicneolaíochtaí seo in optaic chomhtháite nua agus i micrea-optics.
Buntáistí agus feidhmchláir fhéideartha réimsí solais ultraivialait, veicteora agus vortex femtosecond
Le forbairt leanúnach an tionscail, ní féidir leis an teicneolaíocht phróiseála léasair femtosecond traidisiúnta freastal ar an éileamh tionsclaíoch atá ag fás, mar sin caithfear í a fhorbairt agus a bharrfheabhsú. Is bealach éifeachtach í teicneolaíocht próiseála léasair UV femtosecond chun cruinneas na próiseála a fheabhsú agus tá luach feidhmiúcháin iontach aici i ndéantúsaíocht thionsclaíoch. D'athraigh teicneolaíocht phróiseála léasair femtosecond réimse veicteora agus vortex an modh próiseála aonair traidisiúnta, rud a fhágann go bhfuil an phróiseáil léasair níos solúbtha agus níos éagsúla. Ina theannta sin, is í teicneolaíocht phróiseála léasair veicteoir UV agus vortex femtosecond cleachtas agus fíorú theoiric na hidirghníomhaíochta idir solas agus ábhar, rud atá ina chuidiú chun an mheicníocht fhisiceach níos doimhne a nochtadh agus a bhfuil tábhacht eolaíoch dearfach léi.