Лазер "сийлбэр" алмаз: хамгийн хатуу материалыг гэрлээр ялах
Алмазбайгалийн хамгийн хатуу бодис боловч энэ нь зөвхөн үнэт эдлэл биш юм. Энэ материал нь зэсээс тав дахин хурдан дулаан дамжуулах чадвартай, хэт халуун, цацрагийг тэсвэрлэх чадвартай, гэрлийг дамжуулах, тусгаарлах чадвартай, бүр хагас дамжуулагч болж хувирдаг. Гэсэн хэдий ч алмазыг боловсруулахад "хамгийн хэцүү" материал болох эдгээр "супер хүчнүүд" нь уламжлалт багаж хэрэгсэл нь түүнийг огтолж чадахгүй эсвэл ан цав үлдээхгүй. Лазер технологи гарч иртэл хүмүүс эцэст нь энэхүү "материалын хаан"-ыг ялах түлхүүрийг олсон юм.
Лазер яагаад алмазыг "тайрч" чаддаг вэ?
Томруулдаг шил ашиглан нарны гэрэлд анхаарлаа төвлөрүүлж, цаасыг асаах гэж төсөөлөөд үз дээ. Алмазыг лазераар боловсруулах зарчим нь ижил төстэй боловч илүү нарийвчлалтай байдаг. Өндөр энергитэй лазер туяа алмазыг туяарах үед бичил харуурын "нүүрстөрөгчийн атомын хувирал" үүснэ.
1. Алмаз бал чулуу болж хувирдаг: Лазерын энерги нь гадаргын алмазын бүтцийг (sp³) зөөлөн бал чулуу (sp²) болгон өөрчилдөг. Яг л алмаз харандааны тугалга болон хувирдаг шиг.
2. Графит нь "ууршсан": бал чулууны давхарга нь өндөр температурт сублимация буюу хүчилтөрөгчөөр сийлбэрлэж, нарийн боловсруулалтын ул мөр үлдээдэг. 3. Гол нээлт: согогууд Онолын хувьд төгс алмазыг зөвхөн хэт ягаан туяаны лазераар (долгионы урт <229 нм) боловсруулах боломжтой боловч бодит байдал дээр хиймэл алмаз нь үргэлж жижиг согогтой байдаг (хольц, үр тарианы хил хязгаар). Эдгээр согогууд нь ердийн ногоон гэрэл (532 нм) эсвэл хэт улаан туяаны лазерыг (1064 нм) шингээх боломжийг олгодог "нүх"тэй адил юм. Эрдэмтэд согогийн тархалтыг зохицуулах замаар алмазан дээр тодорхой хэв маягийг сийлэхийг лазераар "тушааж" ч болно.
Лазерын төрөл: "зуух" -аас "мөсөн хутга" хүртэлх хувьсал
Лазер боловсруулалт нь компьютерийн тоон хяналтын систем, дэвшилтэт оптик систем, өндөр нарийвчлалтай, автоматжуулсан ажлын хэсгийн байрлалыг хослуулан судалгаа, үйлдвэрлэлийн боловсруулалтын төвийг бүрдүүлдэг. Алмаз боловсруулахад хэрэглэснээр үр ашигтай, өндөр нарийвчлалтай боловсруулалт хийх боломжтой.
1. Микросекунд лазер боловсруулах Микросекунд лазерын импульсийн өргөн өргөн бөгөөд ихэвчлэн бүдүүлэг боловсруулахад тохиромжтой. Горимыг түгжих технологи гарч ирэхээс өмнө лазер импульс ихэвчлэн микросекунд ба наносекундын хүрээнд байсан. Одоогоор микросекундын лазераар алмаз боловсруулах талаар цөөн тооны тайлангууд байгаа бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь арын төгсгөлийн боловсруулалтын хэрэглээний талбарт анхаарлаа хандуулдаг.
2. Наносекундын лазер боловсруулалт Наносекундын лазер нь одоогоор зах зээлд томоохон хувийг эзэлдэг ба тогтвортой байдал, зардал бага, боловсруулах хугацаа богино зэрэг давуу талтай. Тэдгээрийг аж ахуйн нэгжийн үйлдвэрлэлд өргөн ашигладаг. Гэсэн хэдий ч наносекундын лазерын салгах процесс нь дээжийг дулаанаар сүйтгэдэг бөгөөд макроскопийн илрэл нь боловсруулалт нь их хэмжээний халуунд өртсөн бүсийг үүсгэдэг.
3. Пикосекундын лазер боловсруулалт Пикосекунд лазерын боловсруулалт нь наносекундын лазерын дулааны тэнцвэрийг арилгах ба фемтосекунд лазерын хүйтэн боловсруулалтын хооронд явагддаг. Импульсийн үргэлжлэх хугацаа мэдэгдэхүйц багасч, энэ нь дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүсээс үүсэх хохирлыг ихээхэн бууруулдаг.
4. Фемтосекундын лазерын боловсруулалт Хэт хурдан лазерын технологи нь алмазыг нарийн боловсруулах боломжийг авчирдаг боловч фемтосекунд лазерын өндөр өртөг, засвар үйлчилгээний зардал нь боловсруулах аргыг сурталчлах боломжийг хязгаарладаг. Одоогийн байдлаар ихэнх холбогдох судалгаанууд лабораторийн шатандаа байна.
Дүгнэлт
Лазер технологиор “зүсэх чадваргүй”-ээс эхлээд “дураараа сийлбэрлэх” хүртэл хийсэналмаз лабораторид гацсан "ваар" байхаа больсон. Технологийн давталтаар бид ирээдүйд гар утасны дулааныг ялгаруулж буй алмазан чипс, мэдээлэл хадгалах алмаз ашигладаг квант компьютер, тэр ч байтугай хүний биед суулгасан алмааз био мэдрэгч зэргийг харж болно... Гэрэл ба алмазын энэхүү бүжиг бидний амьдралыг өөрчилж байна.