Ультрафаст лазерлар дистә еллар дәвамында булса да, соңгы ике дистә елда сәнәгать кушымталары тиз үсә. 2019 елда ультрафастның базар бәяселазер материалыэшкәртү якынча 460 миллион АКШ доллары булган, еллык үсеш темплары 13% булган. Сәнәгать материалларын эшкәртүдә ультрафаст лазерлар уңышлы кулланылган куллану өлкәләренә фотомаска ясау һәм ярымүткәргеч сәнәгатендә ремонт, шулай ук кремний бәяләү, пыяла кисү / скрипка һәм (индий калай оксиды) кәрәзле телефон һәм планшет кебек кулланучылар электроникасында ITO фильм чыгару керә. , автомобиль сәнәгате өчен поршень текстурасы, коронар стент җитештерү һәм медицина тармагы өчен микрофлуидик җайланма җитештерү.
01 Ярымүткәргеч тармагында фотомаск җитештерү һәм ремонт
Ультрафаст лазерлар материал эшкәртүдә иң эре сәнәгать кушымталарының берсендә кулланылган. IBM 1990-нчы елларда фотомаск җитештерүдә фемтосекунд лазер абляциясен куллану турында хәбәр итте. Наносекунд лазер абляциясе белән чагыштырганда, металл спаттер һәм пыяла зарар китерә ала, фемтосекунд лазер маскалары металл таркалуны, пыяла зарарын h.б. өстенлекләрен күрсәтми. Бу ысул интеграль схемалар (IC) җитештерү өчен кулланыла. IC чипсы җитештерү 30 маска таләп итә һәм бәясе> 100,000 $. Фемтосекунд лазер эшкәртү линияләрне һәм нокталарны 150нмнан түбән эшкәртә ала.
Рәсем 1. Фотомаск ясау һәм ремонт
Рәсем 2. Экстремаль ультрафиолет литографиясе өчен төрле маска үрнәкләренең оптимизация нәтиҗәләре
02 Ярымүткәргеч тармагында кремний кисү
Кремний вафер бәяләү - ярымүткәргеч индустриясендә стандарт җитештерү процессы һәм гадәттә механик бәяләү ярдәмендә башкарыла. Бу кисүче тәгәрмәчләр еш кына микрокрекларны үстерәләр һәм нечкә (мәсәлән калынлыгы <150 мм) ваферларны кисү кыен. Кремний ваферларын лазер белән кисү ярымүткәргеч тармагында озак еллар кулланыла, аеруча нечкә ваферлар өчен (100-200μм), һәм берничә этапта башкарыла: лазер белән эшкәртү, аннары механик аеру яки яшерен кисү (ягъни эчендә инфракызыл лазер нуры) кремний скрипкасы) аннары механик тасманы аеру. Наносекунд импульс лазеры сәгатенә 15 вафер эшкәртә ала, һәм пикосекунд лазер югары сыйфатлы сәгатькә 23 вафер эшкәртә ала.
03 Электроника тармагында пыяла кисү / скрипка
Кәрәзле телефоннар һәм ноутбуклар өчен сенсорлы экраннар һәм саклагыч стаканнар нечкәрә бара һәм кайбер геометрик формалар кәкре. Бу традицион механик кисүне катлауландыра. Типик лазерлар гадәттә начар киселгән сыйфатны җитештерәләр, аеруча бу пыяла дисплейлар 3-4 катламга тезелгәндә һәм иң югары 700 мм калынлыктагы саклагыч пыяла температурасы булганда, ул локальләштерелгән стресс белән өзелергә мөмкин. Ультрафаст лазерлар бу стаканнарны яхшырак кыр көче белән кисә алулары күрсәтелде. Зур яссы панель кисү өчен, фемтосекунд лазер пыяла битенең арткы өслегенә юнәлтелергә мөмкин, пыяла эчләрен тырнап, алгы өслегенә зыян китермичә. Аннары пыяла тупланган үрнәк буенча механик яки җылылык чаралары ярдәмендә ватылырга мөмкин.
Рәсем 3. Пикосекунд ультрафаст лазер пыяла махсус формадагы кисү
04 Автомобиль сәнәгатендә пистон текстуралары
Carиңел машина двигательләре алюминий эретмәләреннән эшләнгән, алар чуен кебек тузмый. Тикшеренүләр ачыклаганча, пистон текстураларын фемтосекунд лазер белән эшкәртү сүрелүчәнлекне 25% ка киметергә мөмкин, чөнки чүп-чар һәм май эффектив саклана ала.
Рәсем 4. Двигатель эшләвен яхшырту өчен автомобиль двигатель пистоннарын фемтосекунд лазер эшкәртү
05 Медицина өлкәсендә коронар стент җитештерү
Миллионлаган коронар стентлар организмның коронар артерияләренә урнаштырыла, канның башка кан тамырларына агып китү өчен канал ачу өчен, ел саен миллионлаган кеше гомерен саклап кала. Коронар стентлар гадәттә металлдан (мәсәлән, пасовкасыз корыч, никель-титан формасы хәтер эретмәсе яки күптән түгел кобальт-хром эретмәсе) чыбыктан ясалган, киңлеге якынча 100 мм. Озын импульслы лазер кисү белән чагыштырганда, кашыкларны кисәр өчен ультрафаст лазерларны куллануның өстенлекләре югары киселгән сыйфат, яхшырак бетү һәм азрак чүп, бу эшкәртүдән соңгы чыгымнарны киметә.
06 Медицина тармагы өчен микрофлюидик җайланма җитештерү
Микрофлуидик приборлар гадәттә медицина тармагында авыруларны сынау һәм диагностикалау өчен кулланыла. Болар гадәттә аерым өлешләрне микро-инъекция формалаштыру, аннары ябыштыру яки эретеп ябыштыру ярдәмендә җитештерелә. Микрофлуидик җайланмаларның ультрафаст лазер ясалуы, тоташу кирәксез пыяла кебек ачык материаллар эчендә 3D микроканнель җитештерү өстенлегенә ия. Бер ысул - күпчелек пыяла эчендә ультрафаст лазер ясау, аннары дымлы химик эшкәртү, икенчесе - пыяла эчендә фемтосекунд лазер абласы, калдыкларны бетерү өчен дистиллы суда пластмасса. Тагын бер ысул - машина каналларын пыяла өслегенә кертү һәм аларны фемтосекунд лазер белән эретеп пыяла каплавы белән мөһерләү.
Рәсем 6. Пыяла материаллар эчендә микрофлуидик каналлар әзерләү өчен фемтосекунд лазер белән эшләнгән сайлап алу
07 Инжектор авызын микро бораулау
Фемтосекунд лазер микрохол эшкәртү югары басымлы инжектор базарындагы күпчелек компанияләрдә микро-ЭДМны алыштырды, агым тишеге профильләрен үзгәртүдә зуррак үзгәрүчәнлек һәм эшкәртү вакыты кыскарак. Алдынгы сканер башы аша фокус позициясен һәм нурның омтылышын автоматик рәвештә контрольдә тоту сәләте америка яки яну камерасына үтеп керә алырлык держава профильләрен (мәсәлән, баррель, ялкын, конвергенция, аерма) дизайнга китерде. Бораулау вакыты абляция күләменә бәйле, бораулау калынлыгы 0,2 - 0,5 мм, тишек диаметры 0,12 - 0,25 мм, бу техниканы микро-ЭДМга караганда ун тапкыр тизрәк итә. Микродриллинг өч этапта башкарыла, шул исәптән пилот тишекләрен тупас һәм бетү. Аргон ярдәмче газ буларак борычны оксидлашудан саклый һәм соңгы этапларда соңгы плазманы саклый.
Рәсем 7.
08 Ультра-тиз лазер текстурасы
Соңгы елларда, эшкәртү төгәллеген яхшырту, материаль зыянны киметү һәм эшкәртү нәтиҗәлелеген күтәрү өчен, микромахинация өлкәсе акрынлап тикшерүчеләрнең игътибар үзәгенә әверелде. Ультрафаст лазерның эшкәртү өстенлекләре бар, мәсәлән, аз зыян һәм югары төгәллек, бу эшкәртү технологиясе үсешенә ярдәм итә. Шул ук вакытта, ультрафаст лазерлар төрле материаллар буенча эш итә ала, һәм лазер эшкәртү материалы зарарлыгы да төп тикшеренү юнәлеше булып тора. Ультрафаст лазер материалларны бетерү өчен кулланыла. Лазерның энергия тыгызлыгы материалның абляция бусагасыннан югарырак булганда, абляцияләнгән материал өслеге билгеле бер характеристикасы булган микро-нано структурасын күрсәтәчәк. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, бу махсус өслек структурасы - лазер эшкәртү материаллары булганда очрый торган гадәти күренеш. Surfaceир өстендәге микро-нано структураларын әзерләү материалның үзлекләрен яхшырта һәм яңа материаллар үсешенә мөмкинлек бирә. Бу ультрафаст лазер белән өслек микро-нано структураларын әзерләү мөһим үсеш мәгънәсе булган техник ысул итә. Хәзерге вакытта, металл материаллар өчен, ультрафаст лазер өслеген текстурлау буенча тикшеренүләр металл өслекне сугару үзлекләрен яхшырта, өслекнең сүрелү һәм кием үзенчәлекләрен яхшырта, каплау ябышуын көчәйтә, күзәнәкләрнең юнәлешле таралуы һәм ябышуы.
Рәсем 8. Лазер әзерләнгән кремний өслегенең супергидрофобик үзлекләре
Заманча эшкәртү технологиясе буларак, ультрафаст лазер эшкәртү кечкенә җылылык тәэсир иткән зонаның, материаллар белән сызыксыз үзара бәйләнеш процессының һәм дифракция чикләреннән югары резолюцияле эшкәртү үзенчәлекләренә ия. Ул төрле материалларның югары сыйфатлы һәм югары төгәл микро-нано эшкәртүен тормышка ашыра ала. һәм өч үлчәмле микро-нано структурасы. Махсус материаллар, катлаулы структуралар һәм махсус җайланмалар лазер җитештерүгә ирешү микро-нано җитештерү өчен яңа юллар ача. Хәзерге вакытта фемтосекунд лазер күп заманча фәнни өлкәләрдә киң кулланылган: фемтосекунд лазер төрле оптик җайланмалар әзерләү өчен кулланылырга мөмкин, мәсәлән, микроленс массивлары, бионик кушылма күзләр, оптик дулкынландыргычлар һәм метасурфейслар; аның югары төгәллеген, югары резолюциясен кулланып һәм өч үлчәмле эшкәртү мөмкинлекләре белән, фемтосекунд лазер микрофлюидик һәм оптофлуидик чипларны әзерли яки интеграцияли ала, мәсәлән, микроэлемент компонентлары һәм өч үлчәмле микрофлуид каналлары; моннан тыш, фемтосекунд лазер шулай ук анти-чагылышка, анти-чагылышка, супер-гидрофобик, бозга каршы һәм башка функцияләргә ирешү өчен төрле микро-наноструктураларны әзерли ала; алай гына да түгел, биомедицина өлкәсендә фемтосекунд лазер да кулланылган, биологик микро-стентлар, күзәнәк культурасы субстратлары һәм биологик микроскопик күзаллау кебек өлкәләрдә искиткеч күрсәткеч күрсәткән. Куллану перспективалары. Хәзерге вакытта фемтосекунд лазер эшкәртү өлкәләре елдан-ел киңәя. Aboveгарыда телгә алынган микро-оптика, микрофлуидика, күп функциональ микро-наноструктуралар һәм биомедицина инженерия кушымталарына өстәп, ул шулай ук метасурфейс әзерләү кебек кайбер барлыкка килүче өлкәләрдә зур роль уйный. , микро-нано җитештерү һәм күп үлчәмле оптик мәгълүмат саклау һ.б.
Пост вакыты: 17-2024 апрель
