Teknolojiya paqijkirina lazerêsepandineke serkeftî ya teknolojiya lazerê ye di warê endezyariyê de. Prensîba wê ya bingehîn ji dendika enerjiya bilind a lazeran sûd werdigire da ku têkiliya di navbera tîrêjên lazerê û gemarên ku li ser substratên kar disekinin de gengaz bike. Gemar bi rêya berfirehbûna germî ya yekser, helandin, volatîlîzasyona gazê û mekanîzmayên din ji substratan têne veqetandin. Bi bandora bilind, dostaniya jîngehê û parastina enerjiyê, teknolojiya paqijkirina lazerê bi serkeftî di paqijkirina qalibên lastîkan, rakirina boyaxa laşê balafiran, restorasyona bermayiyên çandî û warên din de hatiye sepandin.
Teknolojiyên paqijkirina kevneşopî paqijkirina mekanîkî ya xişandinê (paqijkirina bi qûmê, paqijkirina bi jetên avê yên zexta bilind, hwd.), paqijkirina korozyona kîmyewî, paqijkirina ultrasonîk, paqijkirina qeşayê hişk û hwd. vedihewîne. Ev teknolojî di nav pîşesaziyan de bi berfirehî têne bikar anîn. Mînakî, paqijkirina bi qûmê dikare lekeyên zengara metal, xirriyên rûberê û pêçên konformal ên li ser panelên devreyê bi hilbijartina abrazîvên bi hişkbûna cûda rake. Paqijkirina korozyona kîmyewî bi berfirehî ji bo rakirina pîlê rûnê rûberê alavan, paqijkirina pîlê boylerê û vekirina lûleyên petrolê tê bikar anîn. Her çend rêbazên kevneşopî gihîştî bin jî, kêmasiyên girîng hene: paqijkirina bi qûmê bi hêsanî rûyên dermankirî zirarê dide, û paqijkirina korozyona kîmyewî dibe sedema qirêjiya jîngehê û heke bi xeletî neyê bikar anîn dibe ku substratan koroz bike. Derketina holê ya paqijkirina lazerê şoreşek di teknolojiya paqijkirinê de nîşan dide. Bi karanîna dendika enerjiya bilind, rastbûn û veguhestina bi bandor a lazeran, paqijkirina lazerê di karîgeriya paqijkirinê, rastbûn û bicihkirinê de ji rêbazên kevneşopî çêtir e. Ew qirêjiya jîngehê ji paqijkirina kîmyewî ji holê radike û zirarê nade substratan.
Prensîbên Paqijkirina Lazerê
Paqijkirina lazerê bi rastî çi ye? Ew behsa pêvajoya rakirina materyalan ji rûyên hişk (an carinan şil) bi rêya tîrêjên lazerê dike. Di rewşa herikîna lazerê ya nizm de, enerjiya lazerê ya mijandî materyalan germ dike, dibe sedema buharbûn an jî sublîmasyonê. Di rewşa herikîna lazerê ya bilind de, materyal bi gelemperî vediguherin plazmayê. Paqijkirina lazerê bi gelemperî lazerên pulsasyonî ji bo rakirina materyalan bikar tîne, her çend tîrêjên lazerê yên pêla domdar dikarin materyalan bi şîddeta têrker biqelînin. Lazerên excimer ên ultraviyole yên kûr, bi dirêjahiya pêlên dora 200 nm, bi giranî ji bo fotoablasyonê têne bikar anîn.
Kûrahiyaenerjiya lazerêVegirtin û mîqdara materyalê ku di her pulsê de tê rakirin, bi taybetmendiyên optîkî yên materyalê, û her weha dirêjahiya pêlê ya lazerê û dema pulsê ve girêdayî ye. Girseya tevahî ya ku ji hedefekê di her pulsê de tê ablasyonkirin wekî rêjeya ablasyonê tê pênasekirin. Taybetmendiyên tîrêjên lazerê yên wekî leza skankirinê û firehiya xêzê bandorek girîng li ser pêvajoya ablasyonê dikin.
Cureyên Teknolojiya Paqijkirina Lazerê
1) Paqijkirina Hişk a Lazerê
Paqijkirina hişk a lazerê pêk tînetîrêjkirina rasterast a lazerê ya pulsasyonî ya perçeyên kar. Qirêjker an jî substrat enerjiya lazerê dimijin, germahiya wan bilind dikin û dibin sedema berfirehbûna germî an jî lerizîna germî ya substratê, ku qirêjkeran ji substratan vediqetîne. Ev di du senaryoyan de çêdibe: an qirêjkerên rûberê enerjiya lazerê dimijin û berfireh dibin, an jî substrat enerjiyê dimijin û bi germî lerizin.
Di sala 1969an de, SM Bedair û hevkarên wî dîtin ku dermankirinên rûberî yên kevneşopî (dermankirina germê, korozyona kîmyewî, paqijkirina qûmê) hemî sînorkirinên wan hene. Wan dît ku dendika enerjiya bilind a lazerên fokuskirî dikare materyalên rûberî bêyî ku zirarê bide substratan buhar bike. Ceribandinan piştrast kir ku lazerek yaqûtî ya bi guheztina Q-yê bi dendika hêzê ya 30 MW/cm² dikare gemarîyan ji rûberên silîkonê bêyî ku zirarê bide substratê paqij bike, ku ev yek nîşana pêkanîna yekem a paqijkirina hişk a lazerê ye.
Rêjeya paqijkirina giştî dikare bi rêjeya veqetandina bermayiyên fîlmê, wekî li jêr tê nîşandan, were îfade kirin:
(Formul: ε—îndeksa enerjiya pulsa lazerê; h—îndeksa stûriya fîlma gemarî; E—îndeksa modula elastîk a fîlmê)
2) Paqijkirina Şil a Lazerê
Berî tîrêjkirina lazerê ya pulsasyonî, fîlmek şile li ser rûyê perçeyê kar tê pêçandin. Enerjiya lazerê fîlmê bi lez germ dike û buhar dike, pêlek şokê ya tavilê çêdike ku perçeyên gemarî ji substratê vediqetîne. Ev rêbaz hewceyî reaksiyonek kîmyewî di navbera substrat û fîlma şile de nake, ji ber vê yekê materyalên wê yên sepandinê sînordar dike.
Di sala 1991an de, K. Imen û hevkarên wî li ser gemarên binmîkron ên mayî yên li ser waflên nîvconductor û metalan piştî paqijkirina kevneşopî mijûl bûn. Wan substratan bi fîlmek lazer-mijandinê pêça û bi lazerek CO₂ ew tîrêj kirin. Fîlm enerjî kişand, zû germ bû, keland û buharbûna teqîner derbas kir, gemarên rûyê erdê ji holê rakir - ev paqijkirina şil a lazerê pênase dike.
3) Paqijkirina Şoka Plazmaya Lazerê
Pêlên şokê yên plazmaya lazerê dema ku lazer hewayê di dema tîrêjkirinê de iyonîze dikin û vediguherînin pêlên şokê yên plazmaya sferîk, çêdibin. Ev pêlên şokê li substratan dixin, enerjiyê berdidin da ku gemarî bêyî ku zirarê bidin substratê ji holê rakin (lazer rasterast bi substratan re têkilî nadin). Ev teknoloji perçeyên bi qasî deh nanometreyan piçûk paqij dike û li ser dirêjahiya pêlên lazerê ti sînorkirinek ferz nake.
Prensîbên fîzîkî yên paqijkirina plazmayê wiha têne kurtkirin:
a) Tîrêjên lazerê ji aliyê qata gemarî ya li ser rûyê hedef ve têne mijandin.
b) Vegirtina enerjiya bilind plazmayek (gaza nearam a pir iyonîzekirî) ya ku bi lez berfireh dibe çêdike, û pêlên şokê çêdike.
c) Pêlên şokê gemarî parçe dikin û ji holê radikin.
d) Divê pêlên lazerê têra xwe kurt bin da ku ji kombûna germê ya ku zirarê dide substratê dûr bikevin.
e) Ceribandin nîşan didin ku dema oksîd hebin, plazma li ser rûyên metalan çêdibe.
Çêbûna plazmayê tenê li jor asta dendika enerjiyê çêdibe, ku ev jî bi gemarî an jî qata oksîdê ya ku divê were rakirin ve girêdayî ye. Sînorek duyemîn a bilindtir heye, ku li derveyî wê substrat zirar dibîne. Ji bo ku paqijkirina bi bandor bêyî zirara substratê were misogerkirin, divê parametreyên lazerê werin sererast kirin da ku dendika enerjiya pulsê di navbera her du astan de bimîne.
Di sala 2001an de, JM Lee û hevkarên wî pêlên şokê yên plazmayê ji lazerên fokuskirî yên bi hêza bilind bikar anîn. Lazerek pulsasyonî bi dendika enerjiyê ya 2.0 J/cm² (ku ji sînorê zirara silîkonê pir zêdetir e) waferên silîkonê bi paralel tîrêj kirin, û bi serkeftî perçeyên tungstenê yên 1 μm rakirin. Bi rastî, paqijkirina pêlên şokê yên plazmayê yên lazerê binbeşek ji paqijkirina hişk e.
Di destpêkê de ji bo rakirina perçeyên mîkroskopîk ji waferên nîvconductor hatine pêşxistin, lê niha ev hersê teknolojiyên paqijkirina lazerê berfireh bûne û di paqijkirina qalibê lastîkan, rakirina boyaxa çermê balafiran, sererastkirina bermahiyên çandî û hêj bêtir de ne. Di dema tîrêjên lazerê de gaza bêbandor dikare li ser substratan were avêtin da ku di cih de gemarên veqetandî werin rakirin, û pêşî li ji nû ve gemarîbûn û oksîdasyonê were girtin.
Serlêdanên Teknolojiya Paqijkirina Lazerê
1) Pîşesaziya Nîvconductor: Paqijkirina Waflên Nîvconductor û Substratên Optîkî
Waferên nîvconductor û substratên optîkî ji bo çêkirina şeklên xwestî gavên pêvajoyê yên wekhev (birrîn, hûrkirin) derbas dikin, û gemarên perçeyî yên ku rakirina wan dijwar e û meyla wan heye ku ji nû ve gemarî bibin, dixin nav xwe. Gemarên li ser waferan kalîteya çapkirina devreyê xirab dikin û temenê çîpê kurt dikin. Li ser substratên optîkî, ew performansa cîhaza optîkî û pêçanê xirab dikin, dibin sedema belavkirina enerjiyê ya neyeksan û temenê xizmetê kêm dikin.
Paqijkirina hişk a bi lazerê li vir ji ber xetereya zirara substratê kêm kêm tê bikar anîn, lê paqijkirina şil û paqijkirina pêlên şokê yên plazmayê gelek serîlêdanên serketî hene. Xu Chuanyi û hevkarên wî boyaxa magnetîkî ya bi pîvana mîkron wekî fîlimek dielektrîk li ser substratên optîkî yên ultra-lûs danîn, bi vî rengî paqijkirina lazerê ya pulsasyonê ya bi bandor bi dest xistin. Her çend tevahî perçeyên nepak zêde bûn jî, mezinahiya û nixumandina wan bi girîngî kêm bû. Zhang Ping bandorên dûrahiya xebatê û enerjiya lazerê li ser karîgeriya paqijkirinê ji bo perçeyên bi mezinahiyên cûda lêkolîn kir. Ceribandin nîşan dan ku lazerek 240 mJ paqijkirina çêtirîn a perçeyên polîstîrenê li ser cama guhêzbar di dûrahiya xebatê ya 1.90 mm de bi dest xist. Bi enerjiya lazerê ya bilindtir karîgeriya paqijkirinê çêtir bû, û perçeyên mezintir hêsantir hatin rakirin.
2) Pîşesaziya Metal: Paqijkirina Rûyê Metal
Paqijkirina rûyê metalî gemarên makroskopîk hedef digire: tebeqeyên oksîd/zengar, boyax, pêçan û pêvekên din, ku wekî gemarên organîk (boyax, pêçan) an neorganîk (zengar) têne dabeş kirin. Paqijkirin hewcedariyên pêvajo/bikaranînê yên paşîn pêk tîne: mînak, rakirina tebeqeyên oksîdê yên bi stûriya 10 μm ji alloyên tîtanyûmê berî kaynakirinê, rakirina boyaxê ji çermê balafiran ji bo ji nû ve boyaxkirinê, û paqijkirina bermayiyên lastîkî ji qalibên lastîkan da ku kalîteya hilberê û temenê qalibê were misoger kirin.
Metal xwedî sînorên zirarê ji sînorên paqijkirina gemarê yên bilindtir in, ku bi lazerên bi hêza guncaw paqijkirinek bi bandor gengaz dike. Serlêdanên gihîştî ev in: Wang Lihua û hevkarên wî nîşan dan ku lazerek 5.1 J/cm² tebeqeyên oksîdê ji alloyûma aluminiumê A5083-111H rakir dema ku kalîteya substratê parast, û lazerek pulsasyonî ya 100 W bi bandor tebeqeyên oksîdê yên alloyûma tîtanyûmê paqij kir û hişkiya rûyê zêde kir. Hilberînerên navxweyî (Raycus Laser, Han's Laser, Shenzhen Chuangxin) bi berfirehî alavên paqijkirina lazerê ji bo qalibên lastîkî, zengara metal û rakirina beşek ji rûnê peyda dikin.
3) Parastina Bermahiyên Çandî: Paqijkirina Bermahiyên Çandî û Berhemên Kaxezî
Bermahiyên çandî yên metal û kevirî bi demê re ax, lekeyên mûrekê û gemarên din kom dibin, ji ber vê yekê ji bo vegerandina xuyabûna xwe ya resen divê werin rakirin. Bermahiyên kaxezî (tabletsofagus, xetnivîs) di dema hilanîna nerast de qalib û plak çêdibin, ku rewş û nirxa wan a çandî/dîrokî bi giranî xirab dikin.
Zhao Ying û hevkarên wî paqijkirina lazerê ya UV ya plakayên qalibê li ser kaxezê birinc piştrast kirin: skankirinek yekane bi 3.2 J/mm² plakayên zirav rakirin, di heman demê de du skankirin bi tevahî rakirin pêk anîn; enerjiya lazerê ya zêde kaxez zirar da. Zhang Xiaotong bi rêbaza lazerê ya şil berhemeke bronz a zêrkirî bi serkeftî sererast kir. Zhang Licheng paqijkirina lazerê li ser peykerê seramîk ê jineke boyaxkirî ya ji Xanedaniya Han sepand. Yuan Xiaodong û hevkarên wî bandora paqijkirina lazerê ji bo bermayiyên kevir nirxandin, zirara substratê û bandora rakirina lekeyên mûrek, dû û boyaxê li ser kevirê qûmê berhev kirin.
Xelasî
Paqijkirina bi lazer teknolojiyeke pêşketî ye ku xwedî perspektîfên lêkolîn û sepandina berfireh di warên fezayî, alavên leşkerî, elektronîk û warên din ên rastbûna bilind de ye. Ji ber karîgeriya xwe, dostaniya xwe ya jîngehê û encamên paqijkirina bilind, sepanên wê di gelek pîşesaziyan de gihîştiye asteke bilind û berdewam berfireh dibin. Ji bilî rakirina boyax û zengarê ya damezrandî, pêşketinên dawî paqijkirina bi lazer a qatên oksîdê li ser têlên metalî vedihewîne. Pêşveçûna pêşerojê bi berfirehkirina sepanên heyî, ketina warên nû û nûjenkirina alavên ve girêdayî ye:
- Lêkolîna teorîk ji bo rêberiya sepanên pratîkî xurt bikin. Lêkolîna heyî bi giranî xwe dispêre ceribandinan, û çarçoveyek teorîk a gihîştî tune ye. Avakirina çarçoveyek wisa ji bo gihîştina teknolojîk girîng e.
- Berfirehkirina sepandinan di warên heyî û nû de. Di rakirina boyax/zengarê de gihîştin, karanînên nû paqijkirina oksîda têlên metalî vedihewîne, ku ji bo mezinbûnê zemînek berhemdar peyda dike.
- Amûrên paqijkirina lazerê yên nû pêş bixin, ku ji cîhazên gerdûnî yên pir-armanc (mînak, rakirina boyax/zengarê ya hevbeş) û amûrên taybetî (mînak, amûr/fîberên xwerû ji bo cîhên teng) cuda bibin. Otomasyona tevahî bi rêya entegrasyonê bi robotên pîşesaziyê re rêgezek sozdar e.
Dema weşandinê: 14ê Gulana 2026an
