ئۇلترا تېز سۈرئەتلىك لازېر مىكرو-نانو ئىشلەپچىقىرىش-سانائەت قوللىنىشچانلىقى

گەرچە ئۇلترا تېز لازېرلار ئون نەچچە يىلدىن بۇيان مەۋجۇت بولۇپ كەلگەن بولسىمۇ، ئۆتكەن ئىككى ئون يىلدا سانائەتتە قوللىنىلىش سۈرئىتى تېز ئاشتى. 2019-يىلى، ئۇلترا تېز لازېرلارنىڭ بازار قىممىتى ...لازېر ماتېرىيالىپىششىقلاپ ئىشلەش مىقدارى تەخمىنەن 460 مىليون ئامېرىكا دوللىرى بولۇپ، يىللىق ئېشىش نىسبىتى %13 كە يەتتى. ئۇلترا تېز سۈرئەتلىك لازېرلار سانائەت ماتېرىياللىرىنى پىششىقلاپ ئىشلەشتە مۇۋەپپەقىيەتلىك ئىشلىتىلگەن قوللىنىش ساھەلىرى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتىدە فوتو ماسكا ياساش ۋە رېمونت قىلىش، شۇنداقلا يانفون ۋە تاختا كومپيۇتېر قاتارلىق ئىستېمال ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىدا كرېمنىينى توغراش، ئەينەك كېسىش/سىرىپ چىقىرىش ۋە (ئىندىي تۆمۈر ئوكسىد) ITO پىلاستىنكىسىنى چىقىرىۋېتىش، ئاپتوموبىل سانائىتىدە پورشېن تېكىستۇرىسى ياساش، يۈرەك تومۇرلىرى ستېنت ياساش ۋە داۋالاش سانائىتىدە مىكرو سۇيۇقلۇق ئۈسكۈنىلىرى ياساش قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

01 يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتىدە فوتو ماسكا ئىشلەپچىقىرىش ۋە رېمونت قىلىش

ئۇلترا تېز سۈرئەتلىك لازېرلار ماتېرىيال بىر تەرەپ قىلىشتىكى ئەڭ دەسلەپكى سانائەت قوللىنىشچان پروگراممىلىرىنىڭ بىرىدە ئىشلىتىلگەن. IBM شىركىتى 1990-يىللاردا فوتو ماسكا ئىشلەپچىقىرىشتا فېمتوسېكۇند لازېر ئابلاتسىيەسىنىڭ قوللىنىلغانلىقىنى دوكلات قىلغان. مېتال چاچراش ۋە ئەينەككە زىيان يەتكۈزىدىغان نانوسېكۇند لازېر ئابلاتسىيەسى بىلەن سېلىشتۇرغاندا، فېمتوسېكۇند لازېر ماسكىلىرى مېتال چاچراش، ئەينەككە زىيان يەتكۈزمەيدۇ. ئەۋزەللىكلىرى. بۇ ئۇسۇل بىرلەشتۈرۈلگەن توك يولى (IC) ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدۇ. بىر IC چىپى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن 30 دانە ماسكا لازىم بولۇپ، 100 مىڭ دوللاردىن ئارتۇق چىقىم كېتىدۇ. فېمتوسېكۇند لازېر بىر تەرەپ قىلىش 150nm دىن تۆۋەن سىزىقلار ۋە نۇقتىلارنى بىر تەرەپ قىلالايدۇ.

1-رەسىم. فوتو ماسكا ياساش ۋە رېمونت قىلىش

2-رەسىم. ھەددىدىن زىيادە ئۇلترابىنەفشە نۇرلۇق لىتوگرافىيە ئۈچۈن ھەر خىل ماسكا شەكىللىرىنى ئەلالاشتۇرۇش نەتىجىلىرى

02 يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتىدە كرېمنىينى كېسىش

كرېمنىيلىق لېفتىلارنى توغراش يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتىدىكى ئۆلچەملىك ئىشلەپچىقىرىش جەريانى بولۇپ، ئادەتتە مېخانىكىلىق توغراش ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلىدۇ. بۇ كېسىش چاقلىرى كۆپىنچە مىكرو يېرىقلارنى پەيدا قىلىدۇ ھەمدە نېپىز (مەسىلەن، قېلىنلىقى < 150 μm) لېفتىلارنى كېسىش تەس. كرېمنىيلىق لېفتىلارنى لازېر بىلەن كېسىش يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتىدە نۇرغۇن يىللاردىن بۇيان ئىشلىتىلىپ كەلدى، بولۇپمۇ نېپىز لېفتىلار (100-200 μm) ئۈچۈن، بۇ كۆپ باسقۇچلۇق ئۇسۇلدا ئېلىپ بېرىلىدۇ: لازېرلىق ئويۇق ئېچىش، ئاندىن مېخانىكىلىق ئايرىش ياكى يوشۇرۇن كېسىش (يەنى كرېمنىينىڭ ئىچىدىكى ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق لازېر نۇرى) ۋە ئاندىن مېخانىكىلىق لېنتا ئايرىش. نانوسېكۇندلۇق ئىمپۇلس لازېر سائىتىگە 15 لېفتىلارنى، پىكوسېكۇندلۇق لازېر سائىتىگە 23 لېفتىلارنى تېخىمۇ يۇقىرى سۈپەتلىك بىر تەرەپ قىلالايدۇ.

03 ئىستېمال قىلىنىدىغان ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى سانائىتىدە ئەينەك كېسىش/سىزىش

يانفون ۋە نۇتىبۇكلارنىڭ سېزىمچان ئېكرانلىرى ۋە قوغداش كۆزەينىكىلىرى بارغانسېرى نېپىزلىشىۋاتىدۇ، بەزى گېئومېتىرىيەلىك شەكىللەر ئەگرى-بۈگرى بولۇپ قالدى. بۇ ئەنئەنىۋى مېخانىكىلىق كېسىشنى تېخىمۇ قىيىنلاشتۇرۇۋاتىدۇ. ئادەتتىكى لازېرلار ئادەتتە كېسىش سۈپىتىنى ناچارلاشتۇرىدۇ، بولۇپمۇ بۇ ئەينەك ئېكرانلار 3-4 قەۋەت قىلىپ تىزىلغاندا ۋە ئۈستىدىكى 700 مىكرومېتىر قېلىنلىقتىكى قوغداش كۆزەينىكى يۇمشىتىلغاندا، يەرلىك بېسىم ئاستىدا سۇنۇپ كېتىشى مۇمكىن. ئىنتايىن تېز سۈرئەتلىك لازېرلارنىڭ بۇ كۆزەينەكلەرنى تېخىمۇ ياخشى گىرۋەك كۈچى بىلەن كېسىشكە قادىر ئىكەنلىكى ئىسپاتلاندى. چوڭ ياپىلاق تاختا كېسىش ئۈچۈن، فېمتوسېكۇند لازېرىنى ئەينەكنىڭ ئارقا يۈزىگە مەركەزلەشتۈرۈپ، ئالدى يۈزىگە زىيان يەتكۈزمەي، ئەينەكنىڭ ئىچكى قىسمىنى چىزىپ قويغىلى بولىدۇ. ئاندىن ئەينەكنى مېخانىكىلىق ياكى ئىسسىقلىق ئۇسۇللىرى ئارقىلىق سىزىقلىق شەكىل بويىچە سۇندۇرغىلى بولىدۇ.

3-رەسىم. پىكوسېكۇندلۇق ئۇلترا تېز لازېرلىق ئەينەك ئالاھىدە شەكىللىك كېسىش

04 ئاپتوموبىل سانائىتىدىكى پورشېن توقۇلمىلىرى

يېنىك ماشىنا ماتورلىرى ئاليۇمىن قېتىشمىلىرىدىن ياسالغان بولۇپ، ئۇلار چويۇنغا ئوخشاش ئۇپراشقا چىداملىق ئەمەس. تەتقىقاتلاردا، ماشىنا پورشېنىنىڭ توقۇلمىلىرىنى فېمتوسېكۇند لازېر بىلەن بىر تەرەپ قىلىش ئارقىلىق سۈركىلىش كۈچىنى %25 گىچە تۆۋەنلىتىشكە بولىدىغانلىقى، چۈنكى قالدۇق ۋە ماينى ئۈنۈملۈك ساقلىغىلى بولىدىغانلىقى بايقالغان.

4-رەسىم. ماتورنىڭ ئىقتىدارىنى ياخشىلاش ئۈچۈن ئاپتوموبىل ماتورى پورشېنلىرىنى فېمتوسېكۇند لازېر بىلەن بىر تەرەپ قىلىش

05 تېببىي ساھەدە يۈرەك تومۇرلىرى ستېنت ئىشلەپچىقىرىش

مىليونلىغان يۈرەك تومۇرلىرى ستىنتلىرى بەدەننىڭ يۈرەك تومۇرلىرىغا ئورنىتىلىپ، قاننىڭ ئۇيۇشۇپ قالغان تومۇرلارغا ئېقىشى ئۈچۈن يول ئېچىلىدۇ، بۇ ھەر يىلى مىليونلىغان ئادەمنىڭ ھاياتىنى قۇتقۇزۇپ قالىدۇ. يۈرەك تومۇرلىرى ستىنتلىرى ئادەتتە تەخمىنەن 100 مىكرومېتىر كەڭلىكتىكى مېتال (مەسىلەن، داتلاشماس پولات، نىكېل-تىتان شەكىللىك ئەستە ساقلاش قېتىشمىسى ياكى يېقىنقى كوبالت-خروم قېتىشمىسى) سىم توردىن ياسىلىدۇ. ئۇزۇن ئىمپۇلسلۇق لازېر كېسىش بىلەن سېلىشتۇرغاندا، ئىنتايىن تېز لازېرلارنى ئىشلىتىپ، قاپارتما كېسىشنىڭ ئەۋزەللىكى يۇقىرى كېسىش سۈپىتى، ياخشى يۈزەكى رەڭ ۋە ئاز مىقداردىكى قالدۇقلار بولۇپ، بۇ كېيىنكى پىششىقلاپ ئىشلەش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىدۇ.

06 داۋالاش سانائىتى ئۈچۈن مىكرو سۇيۇقلۇق ئۈسكۈنىلىرى ئىشلەپچىقىرىش

مىكرو سۇيۇقلۇق ئۈسكۈنىلىرى داۋالاش كەسپىدە كېسەللىك تەكشۈرۈش ۋە دىئاگنوز قويۇش ئۈچۈن كۆپ ئىشلىتىلىدۇ. بۇلار ئادەتتە ئايرىم قىسىملارنى مىكرو ئوكۇل قىلىپ قېلىپلاش ۋە ئاندىن يېلىملاش ياكى كەپشەرلەش ئارقىلىق چاپلاش ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلىدۇ. مىكرو سۇيۇقلۇق ئۈسكۈنىلىرىنى ئىنتايىن تېز لازېر بىلەن ياساشنىڭ ئەۋزەللىكى شۇكى، ئۇلاشقا ئېھتىياجلىق بولماستىن، ئەينەك قاتارلىق سۈزۈك ماتېرىياللار ئىچىدە 3D مىكرو قاناللارنى ئىشلەپچىقىرىشقا بولىدۇ. بىر ئۇسۇل، چوڭ تىپتىكى ئەينەكنىڭ ئىچىدە ئىنتايىن تېز لازېر ياساش، ئاندىن ھۆل خىمىيىلىك ئويۇش، يەنە بىرى، ئەينەك ياكى پلاستىكنىڭ ئىچىگە فېمتوسېكۇند لازېر بىلەن ئابولىتاتسىيە قىلىش بولۇپ، قالدۇقلارنى چىقىرىۋېتىدۇ. يەنە بىر ئۇسۇل، ئەينەك يۈزىگە قاناللارنى ماشىنىدا كىرگۈزۈپ، فېمتوسېكۇند لازېر كەپشەرلەش ئارقىلىق ئەينەك قاپقىقى بىلەن پېچەتلەش.

6-رەسىم. فېمتوسېكۇند لازېر نۇرى بىلەن قوزغىتىلغان تاللاپ ئويۇش ئارقىلىق ئەينەك ماتېرىياللىرى ئىچىدىكى مىكرو سۇيۇقلۇق قاناللىرىنى تەييارلاش

07 ئىنژېكتورنىڭ ئېغىزىنى مىكرو بۇرغىلاش

فېمتوسېكۇند لازېرلىق مىكرو تۆشۈك پىششىقلاش تېخنىكىسى يۇقىرى بېسىملىق ئوكۇل بازىرىدىكى نۇرغۇن شىركەتلەردە مىكرو-EDM نىڭ ئورنىنى ئالدى، چۈنكى ئۇ ئېقىم تۆشۈكىنىڭ پىروفىلىنى ئۆزگەرتىشتە تېخىمۇ كۆپ ئەركىنلىك ۋە پىششىقلاش ۋاقتىنى قىسقارتىدۇ. ئالدىن تەكشۈرۈش باشچىسى ئارقىلىق نۇرنىڭ فوكۇس ئورنى ۋە ئېگىلىشىنى ئاپتوماتىك كونترول قىلىش ئىقتىدارى يانىش كامېراسىدا ئاتوملاشتۇرۇش ياكى سىڭىپ كىرىشنى ئىلگىرى سۈرىدىغان دىئافراگما پىروفىللىرىنى (مەسىلەن، تۇڭ، چاقناش، يىغىلىش، ئايرىلىش) لايىھىلەشكە ئېلىپ كەلدى. بۇرغىلاش ۋاقتى ئابلاتسىيە مىقدارىغا باغلىق بولۇپ، بۇرغىلاش قېلىنلىقى 0.2 - 0.5 مىللىمېتىر، تۆشۈكنىڭ دىئامېتىرى 0.12 - 0.25 مىللىمېتىر بولۇپ، بۇ تېخنىكىنى مىكرو-EDM غا قارىغاندا ئون ھەسسە تېز قىلىدۇ. مىكرو بۇرغىلاش ئۈچ باسقۇچتا ئېلىپ بېرىلىدۇ، بۇنىڭ ئىچىدە ئۇچۇش تۆشۈكلىرىنى قوپاللاشتۇرۇش ۋە پۈتكۈزۈش قاتارلىقلار بار. ئارگون بۇرغىلاش تۆشۈكىنى ئوكسىدلىنىشتىن ساقلاش ۋە دەسلەپكى باسقۇچلاردا ئاخىرقى پلازمىنى قوغداش ئۈچۈن ياردەمچى گاز سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ.

7-رەسىم. دىزېل ماتور پۈركۈگۈچنىڭ تەتۈر كونۇس تۆشۈكىنى فېمتوسېكۇند لازېر ئارقىلىق يۇقىرى ئېنىقلىق بىلەن بىر تەرەپ قىلىش

08 ئىنتايىن تېز لازېرلىق تېكىستۇرا

يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، ماشىنىلاشتۇرۇشنىڭ توغرىلىقىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش، ماتېرىيال زىيىنىنى ئازايتىش ۋە پىششىقلاش ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن، مىكروماشىنا ساھەسى تەدرىجىي تەتقىقاتچىلارنىڭ دىققەت نۇقتىسىغا ئايلاندى. ئۇلترا تېز لازېرنىڭ زىياننىڭ تۆۋەن بولۇشى ۋە يۇقىرى ئېنىقلىق قاتارلىق ھەر خىل پىششىقلاش ئەۋزەللىكلىرى بار بولۇپ، بۇ پىششىقلاش تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتىنى ئىلگىرى سۈرۈشنىڭ مەركىزىگە ئايلاندى. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، ئۇلترا تېز لازېرلار ھەر خىل ماتېرىياللارغا تەسىر كۆرسىتەلەيدۇ، لازېر بىلەن ماتېرىيال زىيىنىنى پىششىقلاشمۇ ئاساسلىق تەتقىقات يۆنىلىشى. ئۇلترا تېز لازېر ماتېرىياللارنى ئابلاتسىيە قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. لازېرنىڭ ئېنېرگىيە زىچلىقى ماتېرىيالنىڭ ئابلاتسىيە چېكىدىن يۇقىرى بولغاندا، ئابلاتسىيە قىلىنغان ماتېرىيالنىڭ يۈزىدە بەلگىلىك ئالاھىدىلىكلەرگە ئىگە مىكرو نانو قۇرۇلمىسى كۆرۈلىدۇ. تەتقىقاتلار شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، بۇ ئالاھىدە يۈزە قۇرۇلمىسى لازېر بىلەن ماتېرىياللارنى پىششىقلىغاندا كۆپ ئۇچرايدىغان ھادىسە. يۈزە مىكرو نانو قۇرۇلمىسىنى تەييارلاش ماتېرىيالنىڭ ئۆزىنىڭ خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلىيالايدۇ، شۇنداقلا يېڭى ماتېرىياللارنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا شارائىت ھازىرلىيالايدۇ. بۇ ئۇلترا تېز لازېر ئارقىلىق يۈزە مىكرو نانو قۇرۇلمىسىنى تەييارلاشنى مۇھىم تەرەققىيات ئەھمىيىتى بار تېخنىكىلىق ئۇسۇلغا ئايلاندۇرىدۇ. ھازىر، مېتال ماتېرىياللىرىغا نىسبەتەن، ئىنتايىن تېز سۈرئەتلىك لازېر يۈزىنىڭ تېكىستۇرىسىنى تەتقىق قىلىش مېتال يۈزىنىڭ ھۆللىنىش خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلىيالايدۇ، يۈزە سۈركىلىش ۋە ئۇپراش خۇسۇسىيىتىنى ياخشىلىيالايدۇ، قاپلاش يېپىشتۇرۇشچانلىقىنى، ھۈجەيرىلەرنىڭ يۆنىلىشلىك كۆپىيىشى ۋە يېپىشتۇرۇشچانلىقىنى ئاشۇرالايدۇ.

8-رەسىم. لازېر بىلەن تەييارلانغان كرېمنىي يۈزىنىڭ سۇپېر گىدروفوب خۇسۇسىيىتى

ئەڭ يېڭى بىر تەرەپ قىلىش تېخنىكىسى بولۇش سۈپىتى بىلەن، ئىنتايىن تېز سۈرئەتلىك لازېر بىر تەرەپ قىلىش كىچىك ئىسسىقلىق تەسىر رايونى، ماتېرىياللار بىلەن سىزىقسىز ئۆز-ئارا تەسىر قىلىش جەريانى ۋە دىفراكسىيە چېكىدىن ھالقىپ يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى بىر تەرەپ قىلىش ئالاھىدىلىكلىرىگە ئىگە. ئۇ ھەر خىل ماتېرىياللارنى يۇقىرى سۈپەتلىك ۋە يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى مىكرو نانو بىر تەرەپ قىلىش ۋە ئۈچ ئۆلچەملىك مىكرو نانو قۇرۇلما ياساشنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇ. ئالاھىدە ماتېرىياللار، مۇرەككەپ قۇرۇلمىلار ۋە ئالاھىدە ئۈسكۈنىلەرنى لازېر بىلەن ئىشلەپچىقىرىش مىكرو نانو ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن يېڭى يوللارنى ئاچىدۇ. ھازىر، فېمتوسېكۇند لازېرى نۇرغۇن ئالدىنقى قاتاردىكى ئىلمىي ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىۋاتىدۇ: فېمتوسېكۇند لازېرى مىكرو لىنزا قاتارلىرى، بىئون بىرىكمە كۆزلەر، ئوپتىكىلىق دولقۇن يېتەكلىگۈچ ۋە مېتا يۈزلەر قاتارلىق ھەر خىل ئوپتىكىلىق ئۈسكۈنىلەرنى تەييارلاشقا ئىشلىتىلىدۇ؛ يۇقىرى ئېنىقلىق، يۇقىرى ئېنىقلىق ۋە ئۈچ ئۆلچەملىك بىر تەرەپ قىلىش ئىقتىدارى ئارقىلىق، فېمتوسېكۇند لازېرى مىكرو ئىسسىتقۇچ زاپچاسلىرى ۋە ئۈچ ئۆلچەملىك مىكرو سۇيۇقلۇق قاناللىرى قاتارلىق مىكرو سۇيۇقلۇق ۋە ئوپتوفلۇئىد چىپلىرىنى تەييارلىيالايدۇ ياكى بىرلەشتۈرەلەيدۇ؛ بۇنىڭدىن باشقا، فېمتوسېكۇند لازېرى يەنە ھەر خىل يۈزەكى مىكرو نانو قۇرۇلمىلارنى تەييارلاپ، ئەكس ئېتىشكە قارشى تۇرۇش، ئەكس ئېتىشكە قارشى تۇرۇش، سۇيۇقلۇقتىن ساقلىنىش، مۇزلاشقا قارشى تۇرۇش قاتارلىق ئىقتىدارلارغا ئېرىشەلەيدۇ؛ بۇنىڭدىن باشقا، فېمتوسېكۇند لازېرى بىئومېدىتسىنا ساھەسىدىمۇ قوللىنىلىپ، بىئولوگىيىلىك مىكرو ستېنت، ھۈجەيرە يېتىشتۈرۈش ئاساسى ۋە بىئولوگىيىلىك مىكروسكوپ رەسىمگە تارتىش قاتارلىق ساھەلەردە ئالاھىدە ئۈنۈمگە ئېرىشتى. كەڭ كۆلەمدە قوللىنىلىش ئىستىقبالى بار. ھازىر، فېمتوسېكۇند لازېر بىر تەرەپ قىلىشنىڭ قوللىنىلىش ساھەلىرى يىلدىن-يىلغا كېڭىيىۋاتىدۇ. يۇقىرىدا تىلغا ئېلىنغان مىكرو ئوپتىكىلىق، مىكرو سۇيۇقلۇق، كۆپ ئىقتىدارلىق مىكرو نانو قۇرۇلمىلار ۋە بىئومېدىتسىنا قۇرۇلۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدىن باشقا، ئۇ يەنە مېتا يۈزەكى تەييارلاش، مىكرو نانو ئىشلەپچىقىرىش ۋە كۆپ ئۆلچەملىك ئوپتىكىلىق ئۇچۇر ساقلاش قاتارلىق بەزى يېڭىدىن گۈللىنىۋاتقان ساھەلەردە زور رول ئوينايدۇ.