Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ẹ̀rọ laser tó rọrùn láti lò ti wà fún ọ̀pọ̀ ọdún, àwọn ohun èlò ilé iṣẹ́ ti pọ̀ sí i ní kíákíá ní ogún ọdún tó kọjá. Ní ọdún 2019, iye ọjà ti ultrafastohun elo lesaÌṣiṣẹ́ náà jẹ́ nǹkan bí US$460 mílíọ̀nù, pẹ̀lú ìwọ̀n ìdàgbàsókè ọdọọdún tó jẹ́ 13%. Àwọn agbègbè tí a ti lo àwọn lésà tí ó yára jù láti ṣe àwọn ohun èlò ilé-iṣẹ́ ni ṣíṣe àwòrán àti àtúnṣe àwọn ohun èlò ilé-iṣẹ́ semiconductor, àti pípa silicon, gígé/ṣíṣe àkójọpọ̀ gíláàsì àti yíyọ fíìmù ITO (indium tin oxide) kúrò nínú àwọn ẹ̀rọ itanna oníbàárà bíi fóònù alágbèéká àti àwọn tábìlẹ́ẹ̀tì, ìrísí piston fún ilé-iṣẹ́ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, ṣíṣe stent coronary stent àti ṣíṣe ẹ̀rọ microfluidic fún ilé-iṣẹ́ ìṣègùn.
01 Ṣíṣe àti àtúnṣe Photomask ní ilé iṣẹ́ semiconductor
Wọ́n lo àwọn lésà tó yára jù ní ọ̀kan lára àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ tó kọ́kọ́ wáyé nínú ṣíṣe àwọn ohun èlò. IBM ròyìn lílo lésà femtosecond ní ṣíṣe àwòrán ìbòjú ní ọdún 1990. Ní ìfiwéra pẹ̀lú lésà nanosecond ablation, èyí tó lè fa ìbòjú irin àti ìbàjẹ́ dígí, àwọn ìbòjú lésà femtosecond kò fi ìbòjú irin hàn, kò sí ìbàjẹ́ dígí, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Àwọn àǹfààní rẹ̀. Ọ̀nà yìí ni a lò láti ṣe àwọn ìbòjú tó ní ìṣọ̀kan (ICs). Ṣíṣe ërún IC lè nílò tó 30 ìbòjú àti pé owó rẹ̀ ju $100,000 lọ. Ṣíṣe lẹ̀sá Femtosecond le ṣe àwọn ìlà àti àwọn àmì tó wà ní ìsàlẹ̀ 150nm.
Àwòrán 1. Ṣíṣe àti àtúnṣe fọ́tòmáàkì
Àwòrán 2. Àwọn àbájáde ìṣàtúnṣe ti àwọn ìlànà ìbòjú tó yàtọ̀ síra fún ìwádìí ultraviolet tó ga jùlọ
02 Gígé sílíkọ́nì nínú iṣẹ́ semiconductor
Ìdán sílíkọ́nì jẹ́ ìlànà ìṣelọ́pọ́ déédéé nínú ilé iṣẹ́ semiconductor, a sì sábà máa ń lo ìdán sílíkọ́nì. Àwọn kẹ̀kẹ́ ìgé yìí sábà máa ń ní àwọn ìkọlù kékeré, wọ́n sì ṣòro láti gé (fún àpẹẹrẹ, ìwọ̀n tí ó kéré sí 150 μm). A ti lo ìgé sílíkọ́nì fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọdún, pàápàá jùlọ fún àwọn ìṣẹ́pọ̀ tín-tín (100-200 μm), a sì ń ṣe é ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìgbésẹ̀: ìkọ́rí lésà, lẹ́yìn náà ni ìpínyà lésà tàbí ìgékúrò ìfarapa (bí àpẹẹrẹ, infrared laser beam infrared infrared inner silicon scribing) lẹ́yìn náà ni ìpínyà lésà oníṣẹ́pọ̀. Lésà oníṣẹ́pọ̀ nanosecond lè ṣe ìṣẹ́pọ̀ lésà oní ... ní wákàtí kan, pẹ̀lú dídára tó ga jù.
03 Gígé/kíkọ dígí nínú iṣẹ́ ẹ̀rọ itanna oníná
Àwọn ibojú ìfọwọ́kàn àti àwọn gíláàsì ààbò fún àwọn fóònù alágbéka àti kọ̀ǹpútà alágbèéká ń di díẹ̀ sí i, àwọn ìrísí onígun mẹ́rin sì ń tẹ̀. Èyí mú kí gíláàsì onígun ìbílẹ̀ túbọ̀ ṣòro. Àwọn gíláàsì déédéé sábà máa ń mú kí dídára gíláàsì wọ̀nyí pọ̀ sí i, pàápàá jùlọ nígbà tí a bá kó àwọn ìfihàn gíláàsì wọ̀nyí jọ ní ìpele mẹ́ta sí mẹ́rin, tí a sì mú kí gíláàsì ààbò tó nípọn tó tó 700 μm lẹ̀, èyí tí ó lè fọ́ pẹ̀lú ìdààmú àgbègbè. A ti fihàn pé àwọn gíláàsì tó yára jù lè gé àwọn gíláàsì wọ̀nyí pẹ̀lú agbára etí tó dára jù. Fún gíláàsì pánẹ́lì ńlá, a lè dojúkọ lílàsì femtosecond sí ẹ̀yìn fíìmù gíláàsì, kí a sì fọ́ inú gíláàsì náà láì ba ojú iwájú jẹ́. Lẹ́yìn náà, a lè fọ́ gíláàsì náà nípa lílo ọ̀nà ẹ̀rọ tàbí ooru ní ìbámu pẹ̀lú àpẹẹrẹ tí a fi àmì sí.
Àwòrán 3. Gígé gíláàsì lílásì Picosecond tó rọrùn jùlọ tí a fi ṣe gíláàsì lílásì pàtàkì
04 Awọn ohun elo Piston ninu ile-iṣẹ ọkọ ayọkẹlẹ
Àwọn ẹ̀rọ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ fẹ́ẹ́rẹ́fẹ́ ni a fi àwọn irin aluminiomu ṣe, èyí tí kò lè wúlò bí irin tí a fi ń yọ́. Àwọn ìwádìí ti fi hàn pé ṣíṣe ẹ̀rọ léṣà femtosecond ti àwọn ìrísí piston ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ lè dín ìfọ́mọ́ra kù sí 25% nítorí pé a lè kó àwọn ìdọ̀tí àti epo pamọ́ dáadáa.
Àwòrán 4. Ìṣiṣẹ́ léṣà Femtosecond ti àwọn piston ẹ̀rọ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ láti mú iṣẹ́ ẹ̀rọ sunwọ̀n síi
05 Ṣíṣe iṣẹ́ abẹ ọkàn ní ilé iṣẹ́ ìṣègùn
A máa ń fi àràádọ́ta ọ̀kẹ́ àwọn stents ọkàn sínú àwọn iṣan ara láti ṣí ọ̀nà kan fún ẹ̀jẹ̀ láti ṣàn sínú àwọn iṣan ara tí ó ti dì, èyí tí yóò sì gba ẹ̀mí àràádọ́ta ọ̀kẹ́ là ní ọdọọdún. A sábà máa ń fi irin (fún àpẹẹrẹ, irin alagbara, irin ìrántí onípele nickel-titanium, tàbí cobalt-chromium alloy) ṣe àwọn stents ọkàn pẹ̀lú ìwọ̀n strut tó tó 100 μm. Ní ìfiwéra pẹ̀lú gígé lésà gígùn, àwọn àǹfààní lílo lésà tí ó yára jù láti gé àwọn brackets ni dídára gígé gíga, dídára ojú ilẹ̀ tí ó dára jù, àti ìdọ̀tí díẹ̀, èyí tí ó dín owó ìṣiṣẹ́ lẹ́yìn ìṣiṣẹ́ kù.
06 Ṣíṣe ẹ̀rọ Microfluidic fún ilé iṣẹ́ ìṣègùn
Àwọn ẹ̀rọ microfluidic ni a sábà máa ń lò ní ilé iṣẹ́ ìṣègùn fún ìdánwò àti àyẹ̀wò àrùn. A sábà máa ń ṣe àwọn wọ̀nyí nípa ṣíṣe àwọ̀ micro-injection ti àwọn ẹ̀yà ara kọ̀ọ̀kan lẹ́yìn náà a máa ń so wọ́n pọ̀ nípa lílo gluing tàbí welding. Ṣíṣe ẹ̀rọ microfluidic lọ́nà tó yára jùlọ ní àǹfààní láti ṣe àwọn microchannels 3D nínú àwọn ohun èlò tó hàn gbangba bíi gilasi láìsí àìní ìsopọ̀. Ọ̀nà kan ni ṣíṣe laser lọ́nà tó yára jùlọ nínú gilasi ńlá kan tí a tẹ̀lé e pẹ̀lú ìfọ́ kẹ́míkà tó rọ̀, àti òmíràn ni ìfọ́ femtosecond laser nínú gilasi tàbí ike nínú omi tí a ti yọ àwọn ìdọ̀tí kúrò. Ọ̀nà mìíràn ni láti fi ẹ̀rọ ṣe àwọn ikanni sínú ojú gilasi kí a sì fi ìbòrí gilasi dí wọn nípasẹ̀ ìfọ́ femtosecond laser.
Àwòrán 6. Ìṣẹ́dá tí a yàn láti ọwọ́ Femtosecond laser láti pèsè àwọn ikanni microfluidic nínú àwọn ohun èlò gilasi.
07 Lilọ kiri kekere ti nozzle abẹrẹ
Femtosecond laser microhole machine ti rọpo micro-EDM ni ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ ni ọja injector titẹ giga nitori irọrun ti o pọ si ni iyipada awọn profaili iho sisan ati awọn akoko ẹrọ kukuru. Agbara lati ṣakoso ipo idojukọ ati titọ ti itanna nipasẹ ori ọlọjẹ ti o ti ṣaju ti yori si apẹrẹ awọn profaili iho (fun apẹẹrẹ, agba, flare, isọdọkan, iyatọ) ti o le ṣe igbelaruge atomu tabi titẹ sinu yara ijona. Akoko lilu da lori iwọn ablation, pẹlu sisanra lilu ti 0.2 – 0.5 mm ati iwọn ila opin iho ti 0.12 – 0.25 mm, ti o jẹ ki ilana yii yara ni igba mẹwa ju micro-EDM lọ. A ṣe microdrilling ni awọn ipele mẹta, pẹlu roughing ati pari awọn ihò nipasẹ-pilot. A lo Argon bi gaasi iranlọwọ lati daabobo borehole kuro ninu oxidation ati lati daabobo plasma ikẹhin lakoko awọn ipele ibẹrẹ.
Àwòrán 7. Ìṣiṣẹ́ laser Femtosecond gíga ti ihò taper tí a yí padà fún abẹ́rẹ́ ẹ̀rọ diesel
08 Ìṣàpẹẹrẹ lésà oníyára púpọ̀
Ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí, láti mú kí ìṣedéédé ẹ̀rọ sunwọ̀n síi, dín ìbàjẹ́ ohun èlò kù, àti láti mú kí iṣẹ́ ṣíṣe pọ̀ sí i, iṣẹ́ ẹ̀rọ micromachining ti di ohun tí àwọn olùwádìí ń gbájú mọ́ díẹ̀díẹ̀. Lésà Ultrafast ní onírúurú àǹfààní ṣíṣe bíi ìbàjẹ́ kékeré àti ìpele gíga, èyí tí ó ti di àfojúsùn fún ìgbéga ìdàgbàsókè ìmọ̀ ẹ̀rọ ṣíṣe. Ní àkókò kan náà, àwọn lésà Ultrafast lè ṣiṣẹ́ lórí onírúurú ohun èlò, àti ìbàjẹ́ ohun èlò ṣíṣe lésà tún jẹ́ ìtọ́sọ́nà pàtàkì fún ìwádìí. Lésà Ultrafast ni a ń lò láti pa àwọn ohun èlò run. Nígbà tí agbára ìwúwo lésà bá ga ju ààlà ablation ohun èlò lọ, ojú ohun èlò ablated yóò fi ìṣètò micro-nano hàn pẹ̀lú àwọn ànímọ́ kan. Ìwádìí fihàn pé ìṣètò ojú pàtàkì yìí jẹ́ ohun tí ó wọ́pọ̀ tí ó máa ń ṣẹlẹ̀ nígbà tí àwọn ohun èlò ṣíṣe lésà bá ń ṣiṣẹ́. Ìpèsè àwọn ìṣètò micro-nano ojú ilẹ̀ lè mú àwọn ànímọ́ ohun èlò náà sunwọ̀n síi, kí ó sì tún jẹ́ kí àwọn ohun èlò tuntun lè ṣiṣẹ́. Èyí mú kí ìṣètò àwọn ìṣètò micro-nano ojú ilẹ̀ nípasẹ̀ lésà ultrafast jẹ́ ọ̀nà ìmọ̀ ẹ̀rọ tí ó ní ìtumọ̀ ìdàgbàsókè pàtàkì. Lọ́wọ́lọ́wọ́, fún àwọn ohun èlò irin, ìwádìí lórí ìrísí ojú ilẹ̀ lésà tó yára jù lè mú kí àwọn ohun èlò ìrọ̀lẹ̀ ojú ilẹ̀ irin sunwọ̀n síi, mú kí ìfọ́ ojú ilẹ̀ àti ìbàjẹ́ sunwọ̀n síi, mú kí ìfaramọ́ ìbòrí pọ̀ síi, àti ìdàgbàsókè àti ìfaramọ́ àwọn sẹ́ẹ̀lì ní ìtọ́sọ́nà.
Àwòrán 8. Àwọn ànímọ́ superhydrophobic ti ojú silikoni tí a pèsè lésà
Gẹ́gẹ́ bí ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ tó ga jùlọ, ìṣiṣẹ́ lésà tó yára jù ní àwọn ànímọ́ ti agbègbè kékeré tí ooru ti fà, ìlànà ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú àwọn ohun èlò tí kò ní ìlà, àti ìṣiṣẹ́ tó ga ju ààlà ìyípadà lọ. Ó lè ṣe àṣeyọrí ìṣiṣẹ́ kéékèèké-nánò tó ga àti tó péye ti onírúurú ohun èlò. àti ìṣẹ̀dá ìṣètò kéékèèké-nánò oníwọ̀n mẹ́ta. Ṣíṣe àṣeyọrí iṣẹ́ lésà ti àwọn ohun èlò pàtàkì, àwọn ìṣètò tó díjú àti àwọn ẹ̀rọ pàtàkì ṣí àwọn ọ̀nà tuntun sílẹ̀ fún iṣẹ́ ọnà kéékèèké-nánò. Lọ́wọ́lọ́wọ́, a ti lo lésà femtosecond ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ẹ̀ka ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì tó ga jùlọ: a lè lo lésà femtosecond láti pèsè onírúurú ẹ̀rọ opitika, bíi microlens arrays, bionic compound eyes, optical waveguides àti metasurfaces; nípa lílo ìpele gíga rẹ̀, gíga gíga àti Pẹ̀lú àwọn agbára ìṣiṣẹ́ kéékèèké mẹ́ta, lésà femtosecond lè pèsè tàbí ṣepọ àwọn eerun microfluidic àti optofluidic bíi àwọn èròjà microheater àti àwọn ikanni microfluidic oníwọ̀n mẹ́ta; Ní àfikún, lésà femtosecond tún lè pèsè oríṣiríṣi àwọn ohun èlò bíi nanostructures ojú ilẹ̀ láti ṣàṣeyọrí àwọn ohun èlò bíi anti-reflection, anti-reflection, super-hydrophobic, anti-ice àti àwọn iṣẹ́ mìíràn; kìí ṣe ìyẹn nìkan, a ti lo lésà femtosecond ní ẹ̀ka biomedicine, èyí tí ó ń fi iṣẹ́ tó tayọ hàn ní àwọn ẹ̀ka bíi biological micro-stents, cell culture substrates àti biological micrographic imagering. Àwọn àǹfààní ìlò tó gbòòrò. Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ẹ̀ka ìlò ti femtosecond lesa ń pọ̀ sí i lọ́dọọdún. Ní àfikún sí àwọn micro-optics, microfluidics, multi-functional micro-nanostructures àti biomedical engineering apps, ó tún ń kó ipa pàtàkì nínú àwọn ẹ̀ka tó ń yọjú, bíi metasurface preparation. , micro-nano manufacture àti multi-dimensional optical information storage, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹrin-17-2024
