Лазердик "оюу" алмаз: жарык менен эң катуу материалды жеңүү
Алмазтабияттагы эң катуу зат, бирок ал жөн гана зергер эмес. Бул материал жезге караганда беш эсе тез жылуулук өткөрүмдүүлүккө ээ, өтө ысыкка жана радиацияга туруштук бере алат, жарыкты өткөрөт, изоляциялай алат, ал тургай жарым өткөргүчкө айланышы мүмкүн. Бирок дал ушул «супер державалар» алмазды иштетүү үчүн «эң кыйын» материалга айландырышат - салттуу шаймандар аны кесип албайт же жарака калтыра албайт. Лазердик технология пайда болгондо гана адамдар акыры бул "материалдардын падышасын" жеңүү үчүн ачкычты табышты.
Эмне үчүн лазер алмазды "кесип" алат?
Кагазды күйгүзүү үчүн күн нурун фокустоо үчүн чоңойтуучу айнек колдонууну элестетиңиз. Алмазды лазердик иштетүү принциби окшош, бирок так. Жогорку энергиялуу лазер нуру алмазды нурландырганда микроскопиялык "көмүртек атомунун метаморфозу" пайда болот:
1. Алмаз графитке айланат: Лазердин энергиясы алмаздын беттик структурасын (sp³) жумшак графитке (sp²) өзгөртөт, алмаз заматта карандаш коргошунга «азайып» кетет.
2. Графит "бууланат": графит катмары жогорку температурада сублимацияланат же кычкылтек менен оюлуп, так иштетүү белгилерин калтырат. 3. Негизги ачылыш: кемчиликтер Теорияда идеалдуу алмазды ультра кызгылт көк лазер менен гана иштетүүгө болот (толкун узундугу <229 нм), бирок чындыгында жасалма алмазда ар дайым кичинекей кемчиликтер болот (мисалы, аралашмалар жана дан чектери). Бул кемчиликтер кадимки жашыл жарыкты (532 нм) же инфракызыл лазерди (1064 нм) сиңирүүгө мүмкүндүк берген "тешиктерге" окшош. Окумуштуулар ал тургай, кемчилик бөлүштүрүүнү жөнгө салуу менен алмазга белгилүү бир үлгү оюп лазер "буйрук" мүмкүн.
Лазердик түрү: "мештен" "муз бычагына" эволюция
Лазердик иштетүү компьютердик сандык башкаруу системаларын, өнүккөн оптикалык системаларды жана жогорку тактыктагы жана автоматташтырылган дайындамаларды жайгаштырууну бириктирип, илимий-өндүрүштүк кайра иштетүү борборун түзөт. Алмазды иштетүү үчүн колдонулат, ал натыйжалуу жана жогорку тактыкта иштетүүгө жетише алат.
1. Микросекунддук лазердик иштетүү Микросекунддук лазердик импульстун туурасы кенен жана адатта орой иштетүү үчүн ылайыктуу. Режимди кулпулоо технологиясы пайда болгонго чейин лазердик импульстар көбүнчө микросекунд жана наносекунд диапазонунда болгон. Учурда микросекунддук лазерлер менен түз алмазды кайра иштетүү боюнча бир нече отчеттор бар жана алардын көбү арткы иштетүү тармагына багытталган.
2. Nanosecond лазер кайра иштетүү Nanosecond лазерлер учурда чоң рынок үлүшүн ээлейт жана жакшы туруктуулук, арзан баада, жана кыска кайра иштетүү убактысынын артыкчылыктары бар. Алар ишкананын өндүрүшүндө кеңири колдонулат. Бирок, наносекунддук лазердик абляция процесси үлгү үчүн термикалык жактан кыйратуучу жана макроскопиялык көрүнүшү - бул иштетүү чоң жылуулук таасир эткен аймакты пайда кылат.
3. Пикосекунддук лазердик иштетүү Пикосекунддук лазердик иштетүү наносекунддук лазердик термикалык тең салмактуулук абляциясы менен фемтосекунддук лазердик муздак иштетүүнүн ортосунда. Импульстун узактыгы бир топ кыскарат, бул жылуулук таасир эткен зонанын зыянын бир топ азайтат.
4. Femtosecond лазердик иштетүү Ultrafast лазердик технология алмазды жакшы иштетүү үчүн мүмкүнчүлүктөрдү алып келет, бирок femtosecond лазерлердин жогорку баасы жана тейлөө наркы иштетүү ыкмаларын илгерилетүү чектейт. Азыркы учурда, тиешелүү изилдөөлөрдүн көбү лабораториялык стадиясында калууда.
Корутунду
Лазердик технология "кесүүгө мүмкүн эмес" тартып, "каалоосуна жараша оюп салууга" чейиналмаз мындан ары лабораторияда камалган "ваза" жок. Технологиянын кайталанышы менен, келечекте биз көрө алабыз: уюлдук телефондордогу жылуулукту таркатуучу алмаз чиптери, маалыматты сактоо үчүн алмазды колдонгон кванттык компьютерлер, ал тургай адамдын денесине имплантацияланган алмаз биосенсорлору... Бул жарык менен алмаздын бийи биздин жашообузду өзгөртүп жатат.