01Réamhrá
Le deich mbliana anuas, tá dul chun cinn suntasach déanta i dtaighde léasair ultrafast pulsed, ag feabhsú a gcobhsaíocht agus a solúbthacht próiseála. Cé gur féidir le cáilíocht próiseála léasair ultrafast pulsed freastal ar riachtanais go leor iarratas, tá easpa éifeachtúlachta táirgthe fós ann do chásanna iarratais tionsclaíocha nuair a úsáidtear léasair ultrafast pulsed (USP) le haghaidh próiseála. Tá dhá mhodh ann chun próiseáil USP a fheabhsú: 1) trí fhuinneamh cuisle a mhéadú; 2) trí ráta athrá cuisle a mhéadú. Ba cheart go mbeadh éifeachtúlacht táirgthe próiseála ábhair ag baint úsáide as léasair USP in iomaíocht le teicneolaíochtaí eile, agus mar sin rinne taighdeoirí sár-iarracht ar bhainistíocht fuinnimh léasair thar an léasair féin. Úsáidtear córais meicniúla agus optúla éagsúla chun suíomh, treo agus cruth an bhíoma léasair ar an bpíosa oibre a rialú.
02 Scáthán creathadh agus scanóir polagán
Baintear amach an suíomh tapa is láidre agus is áisiúla don léas léasair trí úsáid a bhaint as scanóir galbhánaiméadar, a chlaonann dhá scáthán gan táimhe beagnach sa treo ingearach. Is féidir le scanóirí galbhánaiméadar nua-aimseartha a bhfuil lionsa f-teta de fhad fócasach 160 mm acu an léas léasair a bhogadh ar luas 20 m/s laistigh de réimse radhairc 100 mm x 100 mm. Ag luasanna den sórt sin, bíonn sé dúshlánach an chuisle léasair a shioncronú le tairiscint an léas léasair. Úsáidtear scanóirí polagán go forleathan le haghaidh íomháithe agus léamh barrachód, agus tá siad fós nua i réimse na próiseála ábhair. Is féidir leo an léas léasair a bhogadh trasna dhromchla an phíosa oibre ar luasanna 100–1000 m/s. Tá sé níos dúshlánaí ná bíoga léasair USP a shioncrónú le rothlú an-chobhsaí an pholagán. Trí scanóirí polagán a chomhcheangal le scanóirí ghalbhánaiméadar aon-ais, forbraíodh scanóir dháthoiseach tapa (Fíor 1). Déanann dáileadh bíoga léasair leanúnacha ar fud an limistéir phróiseála léasair iomlán díchúpláil carnadh teasa agus éifeachtaí sciath plasma.
03 Múnlú léas léasair
Astaíonn an chuid is mó de léasair bíomaí a bhfuil próifíl bhíoma Gaussach orthu. Tá an déine ard ag lár an bhíoma agus níos ísle ag na himill. Níl an dáileadh fuinnimh spásúil seo tairbheach do go leor iarratas, go háirithe i bpróiseáil scannáin tanaí. Is féidir le múnlú bíomaí léasair agus teicnící aonchineálaithe an cruth a bharrfheabhsú do raon leathan d'iarratais próiseála ábhar léasair. Is féidir le heilimintí optúla díraonta (DOEanna) léas ciorclach Gaussach a thiontú ina bhíoma hata barr dronuilleogach, áit a gcoinníonn cuid mhór de thrastomhas an bhíoma déine, rud a sholáthraíonn cruth léas léasair atá oiriúnach don phróiseas, mar a thaispeántar i bhFíor 2.
Rogha sholúbtha chun bíomaí léasair a mhúnlú ná modhnóirí solais spásúla (SLM) a úsáid bunaithe ar fheistí picteilínithe le criostail leachtacha a lasctar go leictreach. Tarchuirtear holagramanna ríomhghinte chuig an leictreonaic rialaithe SLM chun maisc chéim nó aimplitiúid a shocrú don léas léasair. Gineann an SLM, i gcomhar le léasair femtosecond, léasacha díraonta iolracha le haghaidh próiseála comhthreomhar, rud a mhéadaíonn go suntasach an tréchur ard-chruinneas micreastruchtúraithe sileacain agus cóimhiotail tíotáiniam faoi níos mó ná deich n-uaire.
Fíor 2. Dáileadh déine léas léasair barr cearnach a foirmíodh ag baint úsáide as FBS agus lionsa sféarúil (ar dheis), arna thomhas ag baint úsáide as ceamara CCD. Taispeántar próifíl an bhíoma ionchuir ar thaobh na láimhe clé. Is é 12 W an meánchumhacht aschuir léasair.
04 Córas il-léas
D'fhéadfadh saincheisteanna crios tionchair teirmeach a bheith mar thoradh ar léasair USP ardchumhachta a bhfuil ráta athrá cuisle ard acu sa raon MHz, mar shampla róthéamh agus foirmiú leá, rud a d'fhéadfadh cáilíocht an ablation a laghdú. Teastaíonn meaitseáil chúramach na bparaiméadar próisis go léir chun ardchaighdeán eisiblithe a bhaint amach, ach ní sholáthraíonn luas sraonadh ard-léas na n-ard-ghalbhánaiméadair nó na scanóirí polagán i gcónaí réitigh mhionsonraithe meaisínithe. Sa chás seo, cuireann léasacha léasair iolracha réiteach ablation ardchumhachta ildánach ar fáil, mar a léirítear i bhFíor 3, a léiríonn torthaí na próiseála comhthreomhar ag baint úsáide as gríl a cruthaíodh le gríl Dammann chun eagair díraonta 1 × 5 agus 5 × 5 a dhéanamh.
Fíor 3. (a) Nuair a bhreathnaigh G1=0 agus G2=125, le próifíliméadar léasair (Spiricon) eagar 1 × 5 (ar chlé) agus 5 × 5 (ar dheis). (b) Próiseáladh poill dalla ar shamplaí snasta Ti64 trí ghríl Dammann 1 × 5 (ar chlé) agus 5 × 5 (ar dheis) (G1=0, G2=125) a chur i bhfeidhm.
05 Achoimre
Gineann léasairí bíog ultra-ghearr bíoga solais comhleanúnacha a bhfuil tréimhsí bíge ag réimsiú ó piceasoicindí go feimtosoicindí, agus tá siad ag éirí níos coitianta i mion-mheaisniú léasair. Baineann siad leas ní hamháin as eisláithreacht léasair mhaith thuarthach a shochtann an crios a bhfuil tionchar aige air ach freisin ó idirghníomhaíochtaí neamhlíneacha feabhsaithe le hábhair, rud a chuireann deiseanna próiseála nua ar fáil, go háirithe le hábhair thrédhearcacha. Go hachomair, chuir forbairt léasair ultrashort pulse chun cinn go héifeachtach leas iomlán a bhaint as an bpróiseas ablation.
