د کارولو اصل، ډولونه او ډولونهد لیزر پاکولټیکنالوژي
د لیزر پاکولو ټیکنالوژي د انجینرۍ په برخه کې د لیزر ټیکنالوژۍ یوه بریالۍ کارول ده. د دې بنسټیز اصل د لیزر د لوړ انرژۍ کثافت کارول دي ترڅو د ورک پیس سبسټریټ سره تړلي ککړونکو سره تعامل وکړي، چې دوی د فوري تودوخې پراختیا، ویلې کیدو او ګاز تبخیر په بڼه له سبسټریټ څخه جلا کوي. د لیزر پاکولو ټیکنالوژي د لوړ موثریت، چاپیریال دوستۍ، او انرژۍ ساتنې لخوا مشخص شوې ده. دا په بریالیتوب سره د ټایر مولډ پاکولو، د الوتکې د بدن رنګ لرې کولو، او کلتوري اثارو بیا رغولو په برخو کې پلي شوی.
د پاکولو دودیزې ټیکنالوژۍ شاملې ديمیخانیکي رګ پاکول(د شګو د پاکولو، د لوړ فشار د اوبو جیټ پاکولو، او نور)، کیمیاوي زنګ وهلو پاکول، الټراسونک پاکول، د وچې یخ پاکول، او نور. د پاکولو دا ټیکنالوژي په پراخه کچه په مختلفو صنعتونو کې کارول شوي دي. د مثال په توګه، د شګو د پاکولو پاکول کولی شي د فلزي زنګ وهلو ځایونه، د فلزي سطحې بورونه، او په سرکټ بورډونو کې درې پروف وارنش د مختلف سختۍ د کثافاتو په غوره کولو سره لرې کړي. د کیمیاوي زنګ وهلو پاکولو ټیکنالوژي په پراخه کچه د تجهیزاتو په سطحو، په بویلرونو کې پیمانه، او د تیلو پایپ لاینونو کې د تیلو داغونو پاکولو کې کارول کیږي. که څه هم دا پاکولو ټیکنالوژي ښه وده کړې، دوی لاهم ځینې ستونزې لري. د مثال په توګه، د شګو د پاکولو پاکول کولی شي په اسانۍ سره درملنه شوي سطح ته زیان ورسوي، او د کیمیاوي زنګ وهلو پاکول کولی شي د چاپیریال ککړتیا او د پاک شوي سطحې زنګ وهلو لامل شي که چیرې په سمه توګه اداره نشي. د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ راڅرګندیدل د پاکولو ټیکنالوژۍ کې انقلاب استازیتوب کوي. دا د لوړ انرژۍ کثافت، لوړ دقت، او د لیزر انرژۍ اغیزمن لیږد څخه ګټه پورته کوي، او د پاکولو موثریت، د پاکولو دقیقیت، او د پاکولو موقعیت له مخې د دودیزو پاکولو ټیکنالوژیو په پرتله څرګندې ګټې لري. دا کولی شي په مؤثره توګه د کیمیاوي زنګ وهلو پاکولو او نورو پاکولو ټیکنالوژیو له امله رامینځته شوي چاپیریالي ککړتیا څخه مخنیوی وکړي، او سبسټریټ ته به زیان ونه رسوي.
نو د لیزر پاکول څه شی دی؟ د لیزر پاکول هغه پروسه ده چې د لیزر بیم څخه د جامد (یا ځینې وختونه مایع) سطحې څخه د موادو لرې کولو لپاره کارول کیږي. په ټیټ لیزر فلکس کې، مواد د جذب شوي لیزر انرژي لخوا تودوخه کیږي او تبخیر کیږي یا سبلیمیټ کیږي. په لوړ لیزر فلکس کې، مواد معمولا په پلازما بدلیږي. معمولا، د لیزر پاکول د نبض شوي لیزرونو په کارولو سره د موادو لرې کولو ته اشاره کوي، مګر که د لیزر شدت کافي لوړ وي، د دوامداره څپې لیزر بیم د موادو د خلاصولو لپاره کارول کیدی شي. د ژور الټرا وایلیټ رڼا اکسیمر لیزر په عمده توګه د نظري خلاصولو لپاره کارول کیږي. د نظري خلاصولو لپاره کارول شوي لیزر طول موج شاوخوا 200nm دی. د لیزر انرژي جذب ژوروالی او د یو واحد لیزر نبض لخوا د لرې شوي موادو مقدار د موادو نظري ملکیتونو پورې اړه لري، او همدارنګه د لیزر طول موج او نبض اوږدوالی. د هر لیزر نبض لخوا د هدف څخه لرې شوي ټول ډله معمولا د خلاصولو کچه بلل کیږي. د لیزر بیم سکین کولو سرعت او د سکین کولو لاین پوښښ، او نور، به د پام وړ د خلاصولو پروسې اغیزه وکړي.
د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ ډولونه
۱) د لیزر وچ پاکول: د لیزر وچ پاکول د نبض شوي لیزر په واسطه د پاکولو د کاري ټوټې مستقیم شعاع ته اشاره کوي، چې اساس یا سطحي ککړونکي انرژي جذبوي او د تودوخې زیاتوالی رامینځته کوي، چې په پایله کې د اساس حرارتي پراختیا یا حرارتي کمپن رامینځته کیږي، چې په دې توګه دواړه جلا کوي. دا طریقه تقریبا په دوو حالتونو ویشل کیدی شي: یو دا چې د سطحې ککړونکي د لیزر انرژي جذبوي او پراخیږي؛ بل دا چې اساس د لیزر انرژي جذبوي او حرارتي کمپن رامینځته کوي. په ۱۹۶۹ کې، ایس ایم بیډیر او نورو وموندله چې د سطحې درملنې مختلف میتودونه لکه د تودوخې درملنه، کیمیاوي زنګ، او د شګو پاکول ټول مختلف نیمګړتیاوې لري. په ورته وخت کې، د لیزر تمرکز وروسته د انرژۍ لوړ کثافت کولی شي د موادو د سطحې تبخیر پدیده ممکنه کړي، کوم چې د موادو د سطحې غیر ویجاړونکي پاکولو امکان فعالوي. د تجربو له لارې، دا وموندل شوه چې د 30 میګاواټه/cm2 بریښنا کثافت سره د روبي Q-switched لیزر کارول کولی شي د سیلیکون موادو د سطحې ککړونکو پاکول پرته له دې چې اساس ته زیان ورسوي، او د لومړي ځل لپاره، د موادو د سطحې ککړونکو لیزر وچ پاکول احساس شول. د فلم د طبقې د ټوټو د جلا کېدو کچه په لاندې ډول څرګندېدای شي:
په فورمول کې، ε د لیزر نبض انرژي شاخص استازیتوب کوي، h د ککړونکي فلم طبقې د ضخامت شاخص استازیتوب کوي، او E د فلم طبقې د لچک لرونکي ماډول شاخص استازیتوب کوي.
۲) د لیزر لوند پاکول: مخکې له دې چې د پاکولو لپاره کاري ټوټه د نبض شوي لیزر سره مخ شي، د سطحې دمخه پوښل شوی مایع فلم پلي کیږي. د لیزر د عمل لاندې، د مایع فلم تودوخه په چټکۍ سره لوړیږي او بخار کیږي. د بخار کیدو په وخت کې، د اغیز څپې رامینځته کیږي، کوم چې په ککړونکو ذراتو عمل کوي او د سبسټریټ څخه د جلا کیدو لامل کیږي. دا طریقه اړتیا لري چې سبسټریټ او مایع فلم یو له بل سره عکس العمل ونه ښیې، پدې توګه د پلي کیدو وړ موادو حد محدودوي. په 1991 کې، K. Imen et al. د سیمیکمډکټر ویفرونو او فلزي موادو په سطحو کې د پاتې فرعي مایکرون ذراتو ککړونکو ستونزه حل کړه وروسته له دې چې دودیز پاکولو میتودونه وکارول شول، او د موادو سبسټریټ په سطحه د فلم پوښلو مطالعه یې وکړه چې کولی شي په مؤثره توګه لیزر انرژي جذب کړي. وروسته، د CO2 لیزر په کارولو سره، فلم د لیزر انرژي جذب کړه او په چټکۍ سره په تودوخه کې زیاتوالی او جوش شو، چاودیدونکي بخارات رامینځته کړل، کوم چې ککړونکي د سبسټریټ سطحې څخه لرې کړل. د پاکولو دې میتود ته د لیزر لوند پاکول ویل کیږي.
۳) د لیزر پلازما شاک ویو پاکول: د لیزر پلازما شاک ویو هغه وخت رامینځته کیږي کله چې لیزر د هوا مینځ ته رڼا اچوي او د کروي پلازما شاک ویو رامینځته کیدو لامل کیږي. د شاک ویو د پاکولو لپاره د ورک پیس په سطحه عمل کوي او د ککړتیاو لرې کولو لپاره انرژي خوشې کوي. لیزر په سبسټریټ عمل نه کوي، پدې توګه سبسټریټ ته زیان نه رسوي. د لیزر پلازما شاک ویو پاکولو ټیکنالوژي اوس کولی شي د څو لسګونو نانومیټرو قطر سره ذرات پاک کړي، او د لیزر طول موج باندې هیڅ محدودیت نشته. د پلازما پاکولو فزیکي اصل په لاندې ډول لنډیز کیدی شي: الف) د لیزر لخوا خارج شوی لیزر بیم د درملنې شوي سطحې د ککړتیا طبقې لخوا جذب کیږي. ب) د جذب لوی مقدار په چټکۍ سره پراخیدونکی پلازما (ډیر ایونیز شوی بې ثباته ګاز) جوړوي او د اغیز څپې رامینځته کوي. ج) د اغیز څپې د ککړتیاو د ټوټې کیدو او لرې کیدو لامل کیږي. د) د رڼا نبض د نبض پلنوالی باید دومره لنډ وي چې د تودوخې راټولیدو مخه ونیسي چې کولی شي درملنه شوي سطح ته زیان ورسوي. e) تجربو ښودلې چې کله د فلزي سطحې کې اکسایډونه وي، پلازما د فلزي سطحې باندې تولید کیږي. پلازما یوازې هغه وخت تولیدیږي کله چې د انرژۍ کثافت له حد څخه ډیر شي، کوم چې د لرې شوي ککړتیا طبقې یا اکسایډ طبقې پورې اړه لري. دا حد اغیز د مؤثره پاکولو لپاره خورا مهم دی پداسې حال کې چې د سبسټریټ موادو خوندیتوب ډاډمن کوي. د پلازما ظاهري بڼه هم دوهم حد لري. که چیرې د انرژۍ کثافت له دې حد څخه ډیر شي، د سبسټریټ مواد به زیانمن شي. د مؤثره پاکولو ترسره کولو لپاره پداسې حال کې چې د سبسټریټ موادو خوندیتوب ډاډمن کیږي، د لیزر پیرامیټرې باید د وضعیت سره سم تنظیم شي ترڅو ډاډ ترلاسه شي چې د رڼا نبض انرژي کثافت د دوو حدونو ترمنځ په کلکه دی. په 2001 کې، JM Lee او نورو د دې ځانګړتیا څخه کار واخیست چې د لوړ ځواک لیزرونه د تمرکز په وخت کې د پلازما شاک څپې تولیدوي، او د 2.0 J/cm2 انرژي کثافت سره د نبض لیزر کارول (د سیلیکون ویفرونو د زیان حد څخه ډیر لوړ) ترڅو د سیلیکون ویفر سره موازي شعاع وکړي، په بریالیتوب سره د سیلیکون ویفر په سطحه جذب شوي 1 μm ټنګسټن ذرات پاک کړي. د پاکولو دا طریقه د لیزر پلازما شاک څپې پاکول بلل کیږي، او په کلکه ووایو، د لیزر پلازما شاک څپې پاکول د وچ لیزر پاکولو یو ډول دی. د دې دریو لیزر پاکولو ټیکنالوژیو اصلي موخه د سیمیکمډکټر ویفرونو په سطحه د کوچنیو ذراتو پاکول وو. دا ویل کیدی شي چې د لیزر پاکولو ټیکنالوژي د سیمیکمډکټر ټیکنالوژۍ پراختیا سره راڅرګنده شوه. په هرصورت، د لیزر پاکولو ټیکنالوژي په دوامداره توګه په نورو برخو کې پلي شوې، لکه د ټایر مولډ پاکول، د الوتکې د پوستکي رنګ لرې کول، او د مصنوعي موادو سطحه بیا رغونه. پداسې حال کې چې د لیزر وړانګو لاندې، غیر فعال ګاز د سبسټریټ سطحې ته اچول کیدی شي. کله چې ککړونکي له سطحې څخه پاک شي، نو دوی به سمدلاسه د ګاز لخوا له سطحې څخه لرې شي ترڅو د سطحې بیا ککړتیا او اکسیډیشن مخه ونیسي.
دد لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ کارول
۱) د سیمیکمډکټر په ساحه کې، د سیمیکمډکټر ویفرونو او آپټیکل سبسټریټونو پاکول ورته پروسه لري، کوم چې د خامو موادو پروسس کول دي چې د پرې کولو، پیس کولو، او نورو له لارې اړین شکلونو ته رسیږي. د دې پروسې په جریان کې، ذرې ککړونکي معرفي کیږي، کوم چې لرې کول یې ستونزمن دي او د شدید تکرار ککړتیا ستونزې رامینځته کوي. د سیمیکمډکټر ویفرونو په سطحه ککړونکي کولی شي د سرکټ بورډ چاپ کیفیت اغیزمن کړي، په دې توګه د سیمیکمډکټر چپس عمر لنډوي. د آپټیکل سبسټریټونو په سطحه ککړونکي کولی شي د آپټیکل وسیلو او کوټینګونو کیفیت اغیزمن کړي، او ممکن د غیر مساوي انرژۍ ویش لامل شي، عمر لنډ کړي. څرنګه چې د لیزر وچ پاکول د سبسټریټونو سطحې ته زیان رسولو ته لیواله دي، نو د پاکولو دا طریقه د سیمیکمډکټر ویفرونو او آپټیکل سبسټریټونو په پاکولو کې لږ کارول کیږي. د لیزر لوند پاکول او د لیزر پلازما شاک ویو پاکول پدې برخه کې ډیر بریالي غوښتنلیکونه لري. ژو چوانايي او نورو د الټرا سموت آپټیکل سبسټریټونو په سطحه د مایکرو پیمانه ځانګړي مقناطیسي رنګ زیرمه کول د ډایالټریک فلم په توګه مطالعه کړل، او بیا یې د پاکولو لپاره نبض شوی لیزر وکارول. د پاکولو اغېزه ښه وه، که څه هم د هر واحد ساحې د ناپاکۍ ذراتو شمېر زیات شو، د ناپاکۍ ذراتو اندازه او پوښښ ساحه د پام وړ کمه شوه. دا طریقه کولی شي په مؤثره توګه د الټرا-سموت آپټیکل سبسټریټونو په سطحه د مایکرو پیمانه ناپاکۍ ذرات پاک کړي. ژانګ پینګ د لیزر پلازما پاکولو ټیکنالوژۍ کې د مختلف ذراتو اندازې ککړونکو د پاکولو اغېزې باندې د کاري واټن او لیزر انرژۍ اغیزې مطالعه کړې. تجربوي پایلو ښودلې چې د چلونکي شیشې سبسټریټونو کې د پولی سټیرین ذراتو لپاره، د 240 mJ انرژۍ لپاره غوره کاري واټن 1.90 ملي میتر و. لکه څنګه چې د لیزر انرژي زیاته شوه، د پاکولو اغېزه د پام وړ ښه شوه، او د لویو ذراتو ککړونکي پاکول اسانه وو.
۲) د فلزي موادو په ساحه کې، د فلزي موادو سطحو پاکول د سیمیکمډکټر ویفرونو او آپټیکل سبسټریټونو پاکولو څخه توپیر لري. هغه ککړونکي چې باید پاک شي د میکروسکوپیک کټګورۍ پورې اړه لري. د فلزي موادو په سطحه ککړونکي په عمده توګه د اکسایډ طبقه (زنګ طبقه)، د رنګ طبقه، پوښ، او نور ضمیمې شاملې دي، او په عضوي ککړونکو (لکه د رنګ طبقه، پوښ) او غیر عضوي ککړونکو (لکه د زنګ طبقه) کې طبقه بندي کیدی شي. د فلزي موادو د سطحې ککړونکو پاکول په عمده توګه د وروسته پروسس یا کارونې اړتیاو پوره کولو لپاره دي، لکه د ویلډینګ دمخه د ټایټانیوم الیاژ برخو له سطحې څخه شاوخوا 10 μm د اکسایډ طبقه لرې کول، د الوتکې لوی ترمیم په جریان کې د پوستکي په سطحه د اصلي رنګ پوښ لرې کول ترڅو بیا سپری کول اسانه کړي، او په منظم ډول د ربړ ټایر مولډ سره تړلي ربړ ذرات پاکول ترڅو د سطحې پاکوالی او د مولډ کیفیت او عمر ډاډمن شي. د فلزي موادو د زیان حد د دوی د سطحې ککړونکو د لیزر پاکولو حد څخه لوړ دی. د مناسب بریښنا لیزر په غوره کولو سره، د پاکولو غوره اغیزه ترلاسه کیدی شي. دا ټیکنالوژي په ځینو برخو کې په بشپړ ډول پلي شوې ده. وانګ لیهوا او نور. د المونیم الیاژونو او ټایټانیوم الیاژونو په سطحو کې د اکسایډ پوستکي درملنې کې د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ کارول مطالعه کړل. د څیړنې پایلو ښودلې چې د 5.1 J/cm2 انرژي کثافت سره د لیزر کارول کولی شي د A5083-111H المونیم الیاژ په سطحه د اکسایډ طبقه پاکه کړي پداسې حال کې چې د سبسټریټ ښه کیفیت ساتي، او د سکین کولو په طریقه د 100 W اوسط بریښنا سره د نبض شوي لیزر کارول کولی شي په مؤثره توګه د ټایټانیوم الیاژونو په سطحه د اکسایډ طبقه پاکه کړي او د موادو سطحې سختۍ ته وده ورکړي. کورني شرکتونو لکه رویک لیزر، ډاکو لیزر، او شینزین چوانګسین د لیزر پاکولو تجهیزات رامینځته کړي چې په پراخه کچه د ربړ مولډونو لکه ټایرونو، فلزي زنګ پرتونو، او د اجزاو په سطحه د تیلو داغونو پاکولو لپاره کارول شوي.
۳) د کلتوري اثارو په برخه کې، د فلزي او ډبرو د اثارو او کاغذ سطحو پاکول اړین دي ترڅو ککړونکي لکه خاورې او رنګ داغونه چې د دوی د اوږد تاریخ له امله د دوی په سطحو کې څرګندیږي لرې شي. دا ککړونکي باید د اثارو د بیا رغولو لپاره لرې شي. د کاغذ کارونو لکه خطاطۍ او نقاشیو لپاره، کله چې په ناسم ډول زیرمه شي، د دوی په سطحو کې فنګس وده کوي او داغونه جوړوي. دا داغونه د کاغذ اصلي بڼه په جدي توګه اغیزمنوي، په ځانګړې توګه د لوړ کلتوري یا تاریخي ارزښت لرونکي کاغذ لپاره، کوم چې به د هغې ستاینه او ساتنه اغیزمنه کړي. ژاو ینګ او نورو د کاغذ په سکرولونو کې د فنګس داغونو پاکولو لپاره د الټرا وایلیټ لیزر کارولو امکانات مطالعه کړل. تجربوي پایلو وښودله چې د 3.2 J/mm2 انرژي کثافت لرونکي لیزر کارول چې یو ځل سکین کول کولی شي پتلي داغونه لرې کړي، او دوه ځله سکین کول کولی شي په بشپړ ډول داغونه لرې کړي. په هرصورت، که چیرې د لیزر انرژي ډیره لوړه وي، نو دا به داغونو لرې کولو پرمهال د کاغذ سکرول ته زیان ورسوي. ژانګ ژیاټونګ او نورو په بریالیتوب سره د لیزر عمودی شعاع مایع فلم میتود په کارولو سره د سرو زرو برونزو اثار بیرته راګرځول. ژانګ لیچینګ او نورو. د هان سلطنت د رنګ شوي ښځینه لوښو مجسمې د بیارغونې لپاره د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ کارول. یوان ژیاوډونګ او نورو د ډبرو د اثارو په پاکولو کې د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ اغیزې مطالعه کړې او د پاکولو دمخه او وروسته د شګو ډبرې بدن ته زیان، او همدارنګه د رنګ داغونو، لوګي ککړتیا، او د رنګ ککړتیا د پاکولو اغیزې پرتله کړې.
پایله: د لیزر پاکولو ټیکنالوژي یو نسبتا پرمختللی تخنیک دی، چې د لوړ دقت برخو لکه فضا، نظامي تجهیزاتو، او بریښنایی او بریښنایی انجینرۍ کې پراخه څیړنې او غوښتنلیک امکانات لري. اوس مهال، د لیزر پاکولو ټیکنالوژي په ځینو برخو کې په بریالیتوب سره پلي شوې، د هغې د اغیزمن، چاپیریال دوستانه، او غوره پاکولو فعالیت څخه مننه. د هغې د غوښتنلیک ساحې په تدریجي ډول پراخیږي. د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ پراختیا نه یوازې د رنګ لرې کولو او زنګ لرې کولو په برخو کې په بشپړ ډول پلي شوې، بلکه په وروستیو کلونو کې د فلزي تارونو کې د اکسایډ پرت پاکولو لپاره د لیزر کارولو راپورونه هم شتون لري. د موجوده غوښتنلیک ساحو پراختیا او د نویو ساحو پراختیا د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ پراختیا بنسټ دی. د نوي لیزر پاکولو تجهیزاتو څیړنه او پراختیا او د نوي لیزر پاکولو تجهیزاتو پراختیا به توپیر وښيي، چې پایله یې مختلف فعالیتونه دي. په راتلونکي کې، د صنعتي روبوټونو سره د همکارۍ له لارې د بشپړ اتوماتیک لیزر پاکولو ترلاسه کول هم د لاسته راوړلو وړ دي. د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ پراختیا رجحان په لاندې ډول دی:
(۱) د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ د پلي کولو لپاره د لیزر پاکولو تیوري په اړه د څیړنې پیاوړتیا. د ډیرو اسنادو بیاکتنې وروسته، دا وموندل شوه چې د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ ملاتړ کولو لپاره هیڅ بالغ تیوریکي سیسټم شتون نلري، او ډیری مطالعات د تجربو پراساس دي. د لیزر پاکولو تیوریکي سیسټم رامینځته کول د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ د نور پرمختګ او بشپړتیا لپاره بنسټ دی.
(۲) د موجوده غوښتنلیک ساحو او نوي غوښتنلیک ساحو پراخول. د لیزر پاکولو ټیکنالوژي په بریالیتوب سره د رنګ لرې کولو او زنګ لرې کولو په برخو کې پلي شوې، او په وروستیو کلونو کې د فلزي تارونو کې د اکسایډ طبقې پاکولو لپاره د لیزر کارولو راپورونه شتون لري. د موجوده غوښتنلیک ساحو پراخول او د نویو ساحو پراختیا د لیزر پاکولو ټیکنالوژۍ پراختیا لپاره حاصلخیزه خاوره ده.
(۳) د نوي لیزر پاکولو تجهیزاتو څیړنه او پراختیا. د نوي لیزر پاکولو تجهیزاتو پراختیا به توپیر وښيي. یو ډول هغه تجهیزات دي چې یو ځانګړی نړیوالتوب لري چې ډیری غوښتنلیک ساحې پوښي، لکه یو وسیله کولی شي په ورته وخت کې د رنګ لرې کولو او زنګ لرې کولو دندې ترلاسه کړي. بل ډول د ځانګړو اړتیاو لپاره ځانګړي تجهیزات دي، لکه د ځانګړو فکسچرونو یا آپټیکل فایبرونو ډیزاین کول ترڅو په کوچنیو ځایونو کې د ککړونکو پاکولو فعالیت ترلاسه کړي. د صنعتي روبوټونو سره د همکارۍ له لارې، په بشپړ ډول اتوماتیک لیزر پاکول هم د غوښتنلیک یوه مشهوره لار ده.
د پوسټ وخت: جولای-۱۷-۲۰۲۵
