Daoimean “snaigheadh” le laser: a’ faighinn thairis air an stuth as cruaidhe le solas

Daoimean’S e daoimean an stuth as cruaidhe ann an nàdar, ach chan e dìreach seudaireachd a th’ ann. Tha seoltachd teirmeach còig uiread nas luaithe na copar aig an stuth seo, faodaidh e seasamh an aghaidh teas is rèididheachd anabarrach, faodaidh e solas a thar-chur, insaladh, agus faodar eadhon a thionndadh gu bhith na leth-chonnsair. Ach, is iad na “mòr-chumhachdan” seo a tha a’ dèanamh daoimean mar an stuth “as duilghe” a phròiseasadh – chan urrainn dha innealan traidiseanta a ghearradh no sgàinidhean fhàgail. Cha b’ ann gus an tàinig teicneòlas laser a lorg daoine mu dheireadh an iuchair airson an “rìgh stuthan” seo a cheannsachadh.

Carson as urrainn dha laser daoimean a “ghearradh”?

Smaoinich air glainne-mheudachaidh a chleachdadh gus solas na grèine a fhòcasadh gus pàipear a lasadh. Tha prionnsapal giollachd leusair daoimean coltach ris, ach nas mionaidiche. Nuair a bhios gath leusair àrd-lùtha a’ lasadh daoimean, bidh “metamorphosis ataim charboin” microscopach a’ tachairt:

1. Bidh daoimean ag atharrachadh gu grafait: Bidh lùth an leusair ag atharrachadh structar an daoimean air uachdar (sp³) gu grafait nas buige (sp²), dìreach mar a bhios daoimean a’ “crìonadh” sa bhad gu bhith na luaidhe peansail.

2. Tha grafait air a “falmhachadh”: bidh an còmhdach grafait a’ fàs nas ìsle aig teòthachd àrd no air a ghràbhaladh le ocsaidean, a’ fàgail comharran giollachd mionaideach. 3. Prìomh adhartas: lochdan Ann an teòiridh, chan urrainnear daoimean foirfe a phròiseasadh ach le laser ultraviolet (tonn-fhad <229 nm), ach ann an da-rìribh, bidh lochdan beaga bìodach an-còmhnaidh aig daoimeanan fuadain (leithid neo-chunbhalachdan agus crìochan gràin). Tha na lochdan sin coltach ri “tuill” a leigeas le solas uaine àbhaisteach (532 nm) no laser infridhearg (1064 nm) a bhith air a ghabhail a-steach. Faodaidh luchd-saidheans eadhon an laser “òrdachadh” gus pàtran sònraichte a shnaigheadh air an daoimean le bhith a’ riaghladh sgaoileadh nan lochdan.

Seòrsa leusair: Mean-fhàs bho “fùirneis” gu “sgian-deighe”

Bidh giullachd leusair a’ cothlamadh siostaman smachd àireamhach coimpiutair, siostaman optigeach adhartach, agus suidheachadh obrach àrd-chruinneas agus fèin-ghluasadach gus ionad giullachd rannsachaidh is cinneasachaidh a chruthachadh. Air a chur an sàs ann an giullachd daoimean, faodaidh e giullachd èifeachdach agus àrd-chruinneas a choileanadh.

1. Giullachd leusair microsecond Tha leud cuisle leusair microsecond farsaing agus mar as trice freagarrach airson giullachd garbh. Mus tàinig teicneòlas glasaidh modhan am bàrr, bha cuislean leusair sa mhòr-chuid anns an raon microsecond agus nanosecond. An-dràsta, chan eil mòran aithisgean ann air giullachd dìreach daoimean le leusairean microsecond, agus tha a’ mhòr-chuid dhiubh ag amas air raon tagraidh giullachd cùil.

2. Giullachd leusair nanosecond Tha leusairean nanosecond an-dràsta a’ gabhail thairis cuibhreann mòr den mhargaidh agus tha na buannachdan aca leithid deagh sheasmhachd, cosgais ìseal, agus ùine giullachd ghoirid. Tha iad air an cleachdadh gu farsaing ann an cinneasachadh iomairt. Ach, tha pròiseas ablation leusair nanosecond a’ dèanamh cron teirmeach air an sampall, agus is e am foillseachadh macrascopach gu bheil an giullachd a’ gineadh raon mòr a tha fo bhuaidh teas.

3. Giullachd leusair picosecond Tha giullachd leusair picosecond eadar ablation cothromachaidh teirmeach leusair nanosecond agus giullachd fuar leusair femtosecond. Tha fad na cuisle air a lùghdachadh gu mòr, a lughdaicheas gu mòr am milleadh a tha air adhbhrachadh leis an raon teas-bhuaidh.

4. Giullachd leusair femtosecond Tha teicneòlas leusair ultra-luath a’ toirt chothroman airson giullachd mhìn daoimeanan, ach tha cosgais àrd agus cosgais cumail suas leusairean femtosecond a’ cuingealachadh adhartachadh dhòighean giullachd. An-dràsta, tha a’ mhòr-chuid de rannsachadh co-cheangailte fhathast aig ìre an obair-lann.

Co-dhùnadh

Bho “gun chomas gearradh” gu “snaigheadh aig toil”, tha teicneòlas leusair air dèanamhdaoimean chan e “vasa” glaiste san obair-lann a th’ ann tuilleadh. Le leasachadh teicneòlais, is dòcha gum faic sinn san àm ri teachd: sgoltagan daoimean a’ sgaoileadh teas ann am fònaichean-làimhe, coimpiutairean cuantamach a’ cleachdadh daoimeanan gus fiosrachadh a stòradh, agus eadhon bith-mothachaidh daoimean air an cur a-steach do bhodhaig an duine… Tha an dannsa solais is daoimeanan seo ag atharrachadh ar beatha.