Teknoloji netwayaj lazèse yon aplikasyon teknoloji lazè ki reyisi nan domèn enjenyèri a. Prensip debaz li a itilize dansite enèji segondè lazè yo pou pèmèt entèraksyon ant reyon lazè yo ak kontaminan ki kole sou substrats pyès travay la. Kontaminan yo separe de substrats yo atravè ekspansyon tèmik enstantane, fizyon, volatilizasyon gaz ak lòt mekanis. Avèk gwo efikasite, respè pou anviwònman an ak konsèvasyon enèji, teknoloji netwayaj lazè a te aplike avèk siksè nan netwayaj mwazi kawotchou, retire penti karosri avyon, restorasyon ansyen bagay kiltirèl ak lòt domèn.
Teknoloji netwayaj tradisyonèl yo enkli netwayaj friksyon mekanik (sablaj, netwayaj ak jè dlo anba gwo presyon, elatriye), netwayaj korozyon chimik, netwayaj à ultrasons, netwayaj glas sèk ak plis ankò. Teknoloji sa yo lajman itilize nan tout endistri yo. Pa egzanp, sablaj ka retire tach rouye metal, bav sifas ak kouch konfòm sou sikwi elektwonik yo lè yo chwazi abrazif ki gen diferan dite. Netwayaj korozyon chimik la lajman adopte pou retire kal lwil sou sifas ekipman, netwayaj kal chodyè ak debouche tiyo lwil. Malgre ke metòd tradisyonèl yo gen matirite, yo gen dezavantaj remakab: sablaj fasilman domaje sifas trete yo, epi netwayaj korozyon chimik lakòz polisyon anviwònman an epi li ka korode substrats si yo pa byen opere. Aparisyon netwayaj lazè make yon revolisyon nan teknoloji netwayaj. Lè l sèvi avèk dansite enèji segondè lazè yo, presizyon ak transmisyon efikas, netwayaj lazè depase metòd tradisyonèl yo nan efikasite netwayaj, presizyon ak pozisyonman. Li elimine polisyon anviwònman an ki soti nan netwayaj chimik epi li pa lakòz okenn domaj sou substrats yo.
Prensip Netwayaj Lazè
Kisa netwayaj lazè ye egzakteman? Li refere a pwosesis pou retire materyèl sou sifas solid (oswa pafwa likid) atravè iradyasyon reyon lazè. Lè lazè a gen yon ti flans, enèji lazè ki absòbe a chofe materyèl yo, sa ki lakòz evaporasyon oswa siblimasyon. Lè lazè a gen yon gwo flans, materyèl yo tipikman konvèti an plasma. Netwayaj lazè anjeneral itilize lazè pulsasyon pou retire materyèl, byenke reyon lazè kontinyèl yo ka retire materyèl yo nan yon entansite ase. Lazè èksimè iltravyolèt pwofon, ak longèdonn alantou 200 nm, yo sitou itilize pou fotoablasyon.
Pwofondè aenèji lazèAbsòpsyon an ak kantite materyèl ki retire pou chak pulsasyon depann de pwopriyete optik materyèl la, ansanm ak longèdonn lazè a ak dire pulsasyon an. Mas total ki retire nan yon sib pou chak pulsasyon defini kòm vitès ablasyon an. Karakteristik radyasyon lazè tankou vitès eskanè ak kouvèti liy lan enfliyanse anpil pwosesis ablasyon an.
Kalite Teknoloji Netwayaj Lazè
1) Netwayaj à sec ak lazè
Netwayaj sèk lazè enplikeiradyasyon lazè dirèk pulsasyon sou pyès travay yo. Kontaminan oswa substrats yo absòbe enèji lazè, ogmante tanperati yo epi pwovoke ekspansyon tèmik oswa vibrasyon tèmik substrats, ki separe kontaminan yo ak substrats yo. Sa rive nan de senaryo: swa kontaminan sifas yo absòbe enèji lazè epi yo elaji, oswa substrats yo absòbe enèji epi yo vibre tèmikman.
An 1969, SM Bedair et al. te dekouvri ke tretman sifas konvansyonèl yo (tretman chalè, korozyon chimik, sablaj) tout te gen limit. Yo te obsève ke dansite enèji segondè lazè konsantre yo te kapab vaporize materyèl sifas yo san domaje substrats yo. Eksperyans yo te konfime ke yon lazè rubi Q-switched ak yon dansite puisans 30 MW/cm² te kapab netwaye kontaminan sou sifas silikon san domaje substrats yo, sa ki make premye aplikasyon netwayaj sèk lazè.
Yo ka eksprime to netwayaj jeneral la atravè to detachman debri fim nan, jan yo montre anba a:
(Fòmil: ε—endèks enèji pulsasyon lazè; h—endèks epesè fim kontaminan; E—endèks modil elastik fim)
2) Netwayaj mouye ak lazè
Anvan iradyasyon lazè pulsasyon an, yo pre-kouvwi yon fim likid sou sifas pyès la. Enèji lazè a chofe epi vaporize fim nan rapidman, sa ki jenere yon vag chòk enstantane ki detache patikil kontaminan yo nan substra a. Metòd sa a pa mande okenn reyaksyon chimik ant substra a ak fim likid la, sa ki limite materyèl li yo ki aplikab.
An 1991, K. Imen et al. te adrese kontaminan submikwon rezidyèl sou waf semi-kondiktè ak metal apre netwayaj konvansyonèl. Yo te kouvri substrats yo ak yon fim absòbe lazè epi yo te iradye li ak yon lazè CO₂. Fim nan te absòbe enèji, li te chofe rapidman, li te bouyi epi li te sibi vaporizasyon eksplozif, li te retire kontaminan sifas yo—sa defini netwayaj mouye lazè.
3) Netwayaj ak vag chòk plasma lazè
Ond chòk plasma lazè yo fòme lè lazè yo iyonize lè a an ond chòk plasma esferik pandan iradyasyon an. Ond chòk sa yo frape substrats yo, libere enèji pou retire kontaminan san domaje substrats la (lazè yo pa kominike dirèkteman ak substrats yo). Teknoloji sa a netwaye patikil ki piti tankou plizyè dizèn nanomèt epi li pa enpoze okenn restriksyon sou longèdonn lazè a.
Prensip fizik netwayaj plasma yo rezime jan sa a:
a) Kouch kontaminan ki sou sifas sib la absòbe reyon lazè yo.
b) Absòpsyon enèji ki wo fòme yon plasma k ap agrandi rapidman (yon gaz enstab ki trè iyonize), sa ki jenere ond chòk.
c) Ond chòk yo fragmante epi retire kontaminan yo.
d) Pulsasyon lazè yo dwe ase kout pou evite akimilasyon chalè ki domaje substrat la.
e) Eksperyans yo montre plasma fòme sou sifas metal lè gen oksid.
Jenerasyon plasma a fèt sèlman lè l depase yon sèten papòt dansite enèji, ki depann de kontaminan an oswa kouch oksid ki dwe retire a. Gen yon dezyèm papòt ki pi wo, lè l depase sa a substrat la domaje. Pou asire yon netwayaj efikas san domaje substrat la, yo dwe ajiste paramèt lazè yo pou kenbe dansite enèji pulsasyon an ant de papòt yo.
An 2001, JM Lee et al. te itilize ond chòk plasma ki soti nan lazè konsantre ki gen gwo puisans. Yon lazè pulsasyon ak yon dansite enèji 2.0 J/cm² (ki depase papòt domaj Silisyòm nan byen lwen) te iradye tranch Silisyòm yo paralèlman, sa ki te retire avèk siksè patikil tengstèn 1 μm. Anfèt, netwayaj ond chòk plasma lazè a se yon sou-ansanm netwayaj sèk.
Okòmansman devlope pou retire patikil mikwoskopik nan waf semi-kondiktè yo, twa teknoloji netwayaj lazè sa yo te elaji pou netwaye mwazi kawotchou, retire penti po avyon, restorasyon ansyen bagay kiltirèl ak plis ankò. Yo ka soufle gaz inaktif sou substrats yo pandan iradyasyon lazè a pou retire kontaminan ki detache yo imedyatman, anpeche rekontaminasyon ak oksidasyon.
Aplikasyon Teknoloji Netwayaj Lazè
1) Endistri semi-kondiktè: Netwayaj waf semi-kondiktè ak substrat optik
Plak semi-kondiktè yo ak substrats optik yo sibi etap pwosesis idantik (koupe, fanm) pou fòme fòm yo vle, sa ki prezante kontaminan patikil ki difisil pou retire epi ki gen tandans pou rekontaminasyon. Kontaminan sou plak yo afekte kalite enprime sikwi a epi diminye dire lavi chip la. Sou substrats optik yo, yo degrade pèfòmans aparèy optik la ak kouch la, sa ki lakòz yon distribisyon enèji inegal ak yon dire lavi sèvis redwi.
Netwayaj lazè a sec raman itilize isit la akòz risk domaj substrats, alòske netwayaj mouye ak netwayaj ond chòk plasma gen anpil aplikasyon siksè. Xu Chuanyi et al. te depoze penti mayetik nan echèl mikwon kòm yon fim dyelèktrik sou substrats optik ultra-lis, reyalize yon netwayaj lazè pulsasyon efikas. Malgre ke patikil enpurte total yo ogmante, gwosè ak pwoteksyon yo diminye anpil. Zhang Ping te etidye efè distans travay ak enèji lazè sou efikasite netwayaj pou patikil ki gen diferan gwosè. Eksperyans yo te montre yon lazè 240 mJ te reyalize yon netwayaj optimal patikil polystyrène sou vè kondiktif nan yon distans travay 1.90 mm. Efikasite netwayaj la amelyore ak pi gwo enèji lazè, epi patikil ki pi gwo yo te pi fasil pou retire.
2) Endistri Metalik: Netwayaj Sifas Metalik
Netwayaj sifas metal vize kontaminan makroskopik yo: kouch oksid/rouye, penti, kouch ak lòt atachman, klase kòm kontaminan òganik (penti, kouch) oswa inòganik (rouye). Netwayaj la satisfè egzijans pwosesis/itilizasyon ki vin apre yo: pa egzanp, retire kouch oksid 10 μm epesè nan alyaj Titàn anvan soude, retire penti nan po avyon pou repentire, epi netwaye rezidi kawotchou nan mwazi kawotchou pou asire bon jan kalite pwodwi ak dire lavi mwazi an.
Metal yo gen papòt domaj ki pi wo pase papòt netwayaj kontaminan yo, sa ki pèmèt yon netwayaj efikas ak lazè ki gen bon puisans. Aplikasyon ki byen devlope yo enkli: Wang Lihua et al. te demontre ke yon lazè 5.1 J/cm² te retire kouch oksid nan alyaj aliminyòm A5083-111H pandan l ap prezève kalite substra a, epi yon lazè pulsasyon 100 W te netwaye kouch oksid alyaj Titàn yo efektivman epi li te amelyore dite sifas la. Manifaktirè lokal yo (Raycus Laser, Han's Laser, Shenzhen Chuangxin) bay anpil ekipman netwayaj lazè pou mwazi kawoutchou, retire rouye metal ak lwil pati.
3) Konsèvasyon Relik Kiltirèl: Netwayaj Relik Kiltirèl ak Atifak Papye
Debri kiltirèl an metal ak an wòch yo akimile pousyè tè, tach lank ak lòt kontaminan sou tan, sa ki mande pou yo retire yo pou retabli aparans orijinal yo. Atifak an papye (penti, kaligrafi) devlope mwazi ak plak lè yo pa byen estoke, sa ki afekte gravman kondisyon yo ak valè kiltirèl/istorik yo.
Zhao Ying et al. te verifye netwayaj lazè UV sou plak mwazi sou papye diri: yon sèl eskanè a 3.2 J/mm² te retire plak mens yo, pandan ke de eskanè te rive retire yo nèt; twòp enèji lazè te domaje papye a. Zhang Xiaotong te reyisi restore yon atifak an bwonz dore lè l sèvi avèk metòd lazè mouye a. Zhang Licheng te aplike netwayaj lazè sou yon ti estati fi an potri ki pentire nan Dinasti Han. Yuan Xiaodong et al. te evalye efikasite netwayaj lazè pou relik wòch, konpare domaj substrats ak efikasite retire pou tach lank, lafimen ak penti sou grè.
Konklizyon
Netwayaj lazè se yon teknoloji avanse ki gen gwo pwospè rechèch ak aplikasyon nan ayewospasyal, ekipman militè, elektwonik ak lòt domèn ki gen gwo presizyon. Li matirite nan plizyè endistri akòz efikasite li, respè anviwònman an ak rezilta netwayaj siperyè, aplikasyon li yo kontinye ap elaji. Anplis retire penti ak rouye ki etabli, dènye avansman yo enkli netwayaj lazè kouch oksid sou fil metal yo. Devlopman nan lavni depann sou elaji aplikasyon ki deja egziste yo, antre nan nouvo domèn ak inovasyon ekipman:
- Ranfòse rechèch teyorik pou gide aplikasyon pratik yo. Rechèch aktyèl la depann anpil sou eksperyans, li pa gen yon kad teyorik ki byen devlope. Etabli yon kad konsa enpòtan anpil pou gen matirite teknolojik.
- Elaji aplikasyon yo nan domèn ki deja egziste ak nouvo. Matirite nan retire penti/rouye, itilizasyon émergentes yo enkli netwayaj oksid fil metal, bay yon tèren fètil pou kwasans.
- Devlope nouvo ekipman netwayaj lazè, ki divèje an aparèy inivèsèl milti-fonksyon (pa egzanp, retire penti/rouye konbine) ak zouti espesyalize (pa egzanp, enstalasyon/fib koutim pou espas limite). Otomatizasyon konplè atravè entegrasyon ak robo endistriyèl se yon direksyon pwomèt.
Dat piblikasyon: 14 Me 2026
