Laser nga "pagkulit" nga diamante: pagbuntog sa pinakalisud nga materyal nga adunay kahayag
Diamondmao ang pinakagahi nga substansiya sa kinaiyahan, apan dili lang kini alahas. Kini nga materyal adunay thermal conductivity lima ka pilo nga mas paspas kay sa tumbaga, makasugakod sa grabeng kainit ug radyasyon, makapasa sa kahayag, maka-insulate, ug mahimo pa gani nga mahimong semiconductor. Bisan pa, kini nga mga "superpower" ang naghimo sa diamante nga "labing lisud" nga materyal sa pagproseso - ang tradisyonal nga mga himan dili makaputol niini o makabilin sa mga liki. Hangtud sa pag-abut sa teknolohiya sa laser nga ang mga tawo sa katapusan nakakaplag usa ka yawe aron mabuntog kini nga "hari sa mga materyales".
Ngano nga ang laser "giputol" nga diamante?
Hunahunaa ang paggamit sa usa ka magnifying glass aron ipunting ang kahayag sa adlaw aron masunog ang papel. Ang prinsipyo sa pagproseso sa laser diamante susama, apan mas tukma. Kung ang usa ka high-energy laser beam modan-ag sa diamante, ang usa ka mikroskopiko nga "carbon atom metamorphosis" mahitabo:
1. Ang diamante nahimong graphite: Ang enerhiya sa laser nagbag-o sa estraktura sa brilyante sa ibabaw (sp³) ngadto sa mas hinay nga graphite (sp²), sama sa usa ka diamante nga diha-diha dayon "nadaot" ngadto sa usa ka lapis nga tingga.
2. Ang graphite "na-evaporate": ang graphite layer nag-sublimate sa taas nga temperatura o gikulit sa oxygen, nagbilin sa tukma nga mga marka sa pagproseso. 3. Key breakthrough: mga depekto Sa teorya, ang hingpit nga diamante maproseso lamang pinaagi sa ultraviolet laser (wavelength <229 nm), apan sa pagkatinuod, ang artipisyal nga mga diamante kanunay adunay gagmay nga mga depekto (sama sa mga hugaw ug mga utlanan sa lugas). Kini nga mga depekto sama sa "mga lungag" nga nagtugot sa ordinaryo nga berde nga kahayag (532 nm) o infrared laser (1064 nm) nga masuhop. Ang mga siyentipiko mahimo pa gani nga "magsugo" sa laser sa pagkulit sa usa ka espesipikong sumbanan sa diamante pinaagi sa pag-regulate sa pag-apod-apod sa depekto.
Matang sa laser: Ebolusyon gikan sa "hudno" hangtod sa "kutsilyo sa yelo"
Ang pagproseso sa laser naghiusa sa computer numerical control system, advanced optical system, ug high-precision ug automated workpiece positioning aron maporma ang research ug production processing center. Gipadapat sa pagproseso sa diamante, mahimo’g makab-ot ang episyente ug taas nga katukma nga pagproseso.
1. Microsecond laser processing Ang Microsecond laser pulse width kay lapad ug kasagaran angay alang sa bagis nga pagproseso. Sa wala pa ang pagtunga sa teknolohiya sa pag-lock sa mode, ang mga pulso sa laser kasagaran sa microsecond ug nanosecond range. Sa pagkakaron, adunay pipila ka mga taho sa direkta nga pagproseso sa diamante nga adunay microsecond lasers, ug kadaghanan kanila nagpunting sa back-end processing application field.
2. Nanosecond laser pagproseso Nanosecond lasers karon okupar sa usa ka dako nga bahin sa merkado ug adunay mga bentaha sa maayo nga kalig-on, ubos nga gasto, ug mubo nga pagproseso sa panahon. Sila kaylap nga gigamit sa produksyon sa negosyo. Apan, ang nanosecond laser ablation proseso mao ang thermally makadaot sa sample, ug ang macroscopic pagpakita mao nga ang pagproseso og usa ka dako nga init-apektado zone.
3. Pagproseso sa laser sa Picosecond Ang pagproseso sa laser sa Picosecond tali sa nanosecond laser thermal equilibrium ablation ug femtosecond laser cold processing. Ang gidugayon sa pulso gipakunhod pag-ayo, nga makapamenos pag-ayo sa kadaot nga gipahinabo sa zone nga naapektuhan sa kainit.
4. Femtosecond laser processing Ang ultrafast laser nga teknolohiya nagdala og mga oportunidad alang sa diamante nga pino nga pagproseso, apan ang taas nga gasto ug maintenance nga gasto sa femtosecond lasers naglimite sa promosyon sa mga pamaagi sa pagproseso. Sa pagkakaron, ang kadaghanan nga may kalabutan nga panukiduki nagpabilin sa yugto sa laboratoryo.
Panapos
Gikan sa "dili makahimo sa pagputol" ngadto sa "pagkulit sa gusto", ang teknolohiya sa laser nakahimobrilyante dili na usa ka "plorera" nga natanggong sa laboratoryo. Uban sa pag-uli sa teknolohiya, sa umaabot mahimo natong makita: ang mga chip sa diamante nga nagwagtang sa kainit sa mga mobile phone, mga quantum nga kompyuter nga naggamit sa mga diamante sa pagtipig sa impormasyon, ug bisan ang mga biosensor sa diamante nga gitanum sa lawas sa tawo… Kini nga sayaw sa kahayag ug mga diamante nagbag-o sa atong kinabuhi.