Diamante nga "pagkulit" gamit ang laser: pagsakop sa pinakagahi nga materyal gamit ang kahayag

Diamantemao ang pinakagahi nga substansiya sa kinaiyahan, apan dili lang kini alahas. Kini nga materyal adunay thermal conductivity nga lima ka pilo nga mas paspas kaysa tumbaga, makasugakod sa grabeng kainit ug radiation, makapadala og kahayag, maka-insulate, ug mahimo pa gani nga mabag-o ngadto sa semiconductor. Bisan pa, kini nga mga "superpower" ang naghimo sa diamante nga "pinakalisud" nga materyal nga iproseso - ang tradisyonal nga mga himan dili makaputol niini o makabilin og mga liki. Hangtud lamang sa pag-abot sa teknolohiya sa laser nga ang mga tawo sa katapusan nakakaplag og yawe aron masakop kini nga "hari sa mga materyales".

Ngano nga ang diamante mahimong "putlon" pinaagi sa laser?

Handurawa ang paggamit og magnifying glass aron i-focus ang kahayag sa adlaw aron masindihan ang papel. Ang prinsipyo sa laser processing diamond susama ra, apan mas tukma. Kung ang usa ka high-energy laser beam mo-irradiate sa diamond, usa ka mikroskopikong "carbon atom metamorphosis" ang mahitabo:

1. Ang diamante mahimong graphite: Ang enerhiya sa laser nag-usab sa istruktura sa diamante sa ibabaw (sp³) ngadto sa mas humok nga graphite (sp²), sama sa usa ka diamante nga diha-diha dayon "madunot" ug mahimong lead sa lapis.

2. Ang graphite "moalisngaw": ang graphite layer mo-sublimate sa taas nga temperatura o ma-etch sa oxygen, nga magbilin ug tukma nga mga marka sa pagproseso. 3. Pangunang kalampusan: mga depekto Sa teorya, ang hingpit nga diamante maproseso lamang pinaagi sa ultraviolet laser (wavelength <229 nm), apan sa tinuud, 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 ordinaryong berde nga kahayag (532 nm) o infrared laser (1064 nm) nga masuhop. Ang mga siyentista mahimo pa gani nga "magmando" sa laser sa pagkulit ug usa ka piho nga sumbanan sa diamante pinaagi sa pag-regulate sa distribusyon sa depekto.

Tipo sa laser: Ebolusyon gikan sa "hurno" ngadto sa "kutsilyo sa yelo"

Ang pagproseso sa laser naghiusa sa mga sistema sa pagkontrol sa numero sa kompyuter, mga abante nga sistema sa optika, ug taas nga katukma ug awtomatik nga pagposisyon sa workpiece aron maporma ang usa ka sentro sa pagproseso sa panukiduki ug produksiyon. Kung gamiton sa pagproseso sa diamante, makab-ot niini ang episyente ug taas nga katukma nga pagproseso.

1. Pagproseso sa microsecond laser Ang gilapdon sa microsecond laser pulse kay lapad ug kasagaran angay alang sa rough processing. Sa wala pa ang mode locking technology, ang mga laser pulse kasagaran anaa sa microsecond ug nanosecond range. Sa pagkakaron, gamay ra ang mga report bahin sa direktang pagproseso sa diamante gamit ang microsecond lasers, ug kadaghanan niini naka-focus sa back-end processing application field.

2. Pagproseso sa Nanosecond laser Ang mga nanosecond laser karon adunay dakong bahin sa merkado ug adunay mga bentaha sa maayong kalig-on, barato, ug mubo nga oras sa pagproseso. Kini kaylap nga gigamit sa produksiyon sa negosyo. Bisan pa, ang proseso sa nanosecond laser ablation makadaot sa sample sa kainit, ug ang macroscopic nga pagpakita mao nga ang pagproseso nagpatunghag usa ka dako nga sona nga apektado sa kainit.

3. Pagproseso sa Picosecond laser Ang pagproseso sa Picosecond laser anaa taliwala sa nanosecond laser thermal equilibrium ablation ug femtosecond laser cold processing. Ang gidugayon sa pulso mikunhod pag-ayo, nga nakapakunhod pag-ayo sa kadaot nga gipahinabo sa sona nga naapektuhan sa kainit.

4. Pagproseso sa femtosecond laser Ang teknolohiya sa ultrafast laser nagdala og mga oportunidad alang sa pagproseso sa pino nga diamante, apan ang taas nga gasto ug gasto sa pagmentinar sa mga femtosecond laser naglimite sa pag-promote sa mga pamaagi sa pagproseso. Sa pagkakaron, kadaghanan sa may kalabutan nga panukiduki anaa pa sa yugto sa laboratoryo.

Konklusyon

Gikan sa "dili makahimo sa pagputol" ngadto sa "pagkulit kon gusto", ang teknolohiya sa laser nakahimodiamante dili na usa ka "plorera" nga natanggong sa laboratoryo. Uban sa pag-uswag sa teknolohiya, sa umaabot atong makita: mga tipik sa diamante nga nagpakatap sa kainit sa mga mobile phone, mga quantum computer nga naggamit og mga diamante aron tipigan ang impormasyon, ug bisan ang mga biosensor sa diamante nga gitanom sa lawas sa tawo… Kini nga sayaw sa kahayag ug mga diamante nag-usab sa atong kinabuhi.