في النقش من أشباه الموصلات رقاقة النانو ، وتصنيع الآلات الدقيقة فائقة السرعة تكنولوجيا الليزر هو أداة أساسية لكسر حدود التصنيع التقليدية مع مزايا فريدة من نوعها " الباردة العمل ، أي تأثير حراري ، نانومتر الدقة " في تصنيع مايكرو فيلم ثقب في aeroengine شفرة فائقة الدقة المعالجة السطحية البيولوجية زرع . هذا التقاطع التكنولوجيا يجمع بين نبض Ultrashort الفيزياء والضوئيات وعلوم المواد ، ليس فقط دفع التصنيع إلى الأمام ، ولكن أيضا فتح مسار جديد في مجالات مثل الكم رقاقة ، فوتون الحوسبة ، بيونيك البصريات .

التكنولوجيا الأساسية : من الفيمتو نبض " الباردة " الثورة

جوهر الليزر فائق السرعة هو أن مدة الفيمتو ثانية ( 10 ⁻ 1859;⁵ ) نبض قصيرة جدا من عرض النبضة ، مما يجعل من وقت الإفراج عن طاقة الليزر في المواد الداخلية أقصر بكثير من وقت الانتشار الحراري ، وبالتالي تحقيق اختراق المادية " الباردة العمل " . مع تي : ياقوت ليزر الفيمتو ثانية ، على سبيل المثال ، نبض الأولية التي تم إنشاؤها بواسطة mode-locked تقنية ، ثم نبض واحد تم رفع الطاقة من نانو جول إلى مللي جول من خلال تقنية CPA ، وأخيرا ذروة كثافة الطاقة من 10 ⁹ ث / سم ² تشكلت في التركيز . هذه طريقة الإفراج عن الطاقة يمكن أن تجعل المواد تغويز في لحظة ، وتجنب المشاكل مثل ذوبان الساخنة ، والإجهاد الحراري ، وما إلى ذلك في التقليدية ليزر تجهيز .

على سبيل المثال ، في micropore تجهيز سبائك التيتانيوم ، الحفر الميكانيكية التقليدية لا يمكن ضمان دقة 0.5mm ± 0.003mm بسبب ارتداء أداة والحرارية تشوه ، في حين أن حجم المسام خطأ فائق السرعة ليزر تجهيز فقط ± 0.001mm ، خطأ دوراني أقل من 0.5 ميكرون ، وخشونة السطح را ≤ 0.1 ميكرون .

تطبيق المشهد : تغطية كاملة من المجهرية إلى الماكرو

1 - الإلكترونيات الدقيقة وتصنيع الرقائق الضوئية

في تصنيع رقائق مع أقل من 5 نانومتر ، ليزر فائق السرعة الكتابة المباشرة أصبحت أداة رئيسية في مقاومة للضوء والتعرض الكم نقطة ترسب .

2 - معدات الفضاء والطاقة

في aeroengine شفرة بالقطع ، ليزر فائق السرعة يمكن أن دقة حفر ثقوب التبريد فيلم الغاز مع قطر 0.3mm وعمق نسبة القطر إلى 10 : 1 - كفاءة الآلات هو 5 مرات أعلى من التنظيم الإداري ، ثقب الجدار لا إعادة صب طبقة ، وبالتالي تحسين الكفاءة الحرارية للمحرك بشكل ملحوظ . في مجال الطاقة الجديدة ، فائقة السرعة قطع الليزر التكنولوجيا المستخدمة على نطاق واسع في القطب الزخرفة من perovskite الخلايا الشمسية . وبالإضافة إلى ذلك ، في بطارية ليثيوم أيون القطب الأذن لحام ، لحام ليزر فائق السرعة الاختراق الاتساق هو أفضل من الألياف التقليدية ليزر ، لحام كثافة بنسبة 30 في المائة ، مما يساعد على الطاقة الجديدة من المركبات على مواصلة الرحلة من خلال اختراق 1000 كيلومتر .

3 - الطب الحيوي والأجهزة الدقيقة

في تصنيع المعدات الطبية ، ليزر فائق السرعة " الباردة " خصائص حاسمة . على سبيل المثال ، ليزر الفيمتو ثانية بفعل النانو يمكن أن تزيد من هيدروفيليسيتي من سبائك التيتانيوم بنسبة 80 ٪ ، وتعزيز التصاق العظم وتقصير فترة النقاهة . في جراحة العيون ، ليزر الفيمتو ثانية keratectomy photorefractive ( FLC ) قد حلت محل التقليدية الميكانيكية سكين . على المستوى الجزئي ، ليزر فائق السرعة المستخدمة في تصنيع nanochannels في رقاقة ميكروفلويديك ، عرض القناة يمكن التحكم بدقة إلى 50nm ، وبالتالي توفير تدفق عالية منصة خلية واحدة وتحليل المخدرات الفرز .

من رقائق النانو في الفضاء ، من زرع الكائنات الحية في الحوسبة الكمومية ، فائقة السرعة ليزر تجهيز الدقة باستخدام " الضوء " مثل شفرة ، نحت الصناعة الحديثة في المستقبل المنظور . هذه التكنولوجيا ليس فقط إعادة تشكيل حدود الدقة في التصنيع ، ولكن أيضا فتح أبعاد جديدة من التلاعب في المواد من قبل البشر في العالم الصغير ، الذي أصبح القوة الرئيسية في دفع الثورة الصناعية الرابعة . . . . . . .