ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೋ ತಯಾರಿಕೆ-ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ದಶಕಗಳಿಂದ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಕಳೆದ ಎರಡು ದಶಕಗಳಲ್ಲಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ವೇಗವಾಗಿ ಬೆಳೆದಿವೆ. 2019 ರಲ್ಲಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್‌ನ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಮೌಲ್ಯಲೇಸರ್ ವಸ್ತುಸಂಸ್ಕರಣೆಯು ಸರಿಸುಮಾರು US$460 ಮಿಲಿಯನ್ ಆಗಿತ್ತು, ಸಂಯುಕ್ತ ವಾರ್ಷಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ ದರ 13%. ಕೈಗಾರಿಕಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸಲು ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬಳಸಿದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಫೋಟೊಮಾಸ್ಕ್ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ದುರಸ್ತಿ ಜೊತೆಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಸಿಂಗ್, ಗ್ಲಾಸ್ ಕಟಿಂಗ್/ಸ್ಕ್ರೈಬಿಂಗ್ ಮತ್ತು (ಇಂಡಿಯಮ್ ಟಿನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್) ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ಯಾಬ್ಲೆಟ್‌ಗಳಂತಹ ಗ್ರಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ITO ಫಿಲ್ಮ್ ತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಸೇರಿವೆ. , ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಉದ್ಯಮಕ್ಕಾಗಿ ಪಿಸ್ಟನ್ ಟೆಕ್ಸ್ಚರಿಂಗ್, ಪರಿಧಮನಿಯ ಸ್ಟೆಂಟ್ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಉದ್ಯಮಕ್ಕಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆ.

01 ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಫೋಟೋಮಾಸ್ಕ್ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ದುರಸ್ತಿ

ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಲ್ಲಿನ ಆರಂಭಿಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. IBM 1990 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಫೋಟೋಮಾಸ್ಕ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅಬ್ಲೇಶನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಇದು ಮೆಟಲ್ ಸ್ಪಟರ್ ಮತ್ತು ಗಾಜಿನ ಹಾನಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಮಾಸ್ಕ್‌ಗಳು ಯಾವುದೇ ಮೆಟಲ್ ಸ್ಪ್ಯಾಟರ್, ಯಾವುದೇ ಗಾಜಿನ ಹಾನಿ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು (ICs) ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. IC ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು 30 ಮಾಸ್ಕ್‌ಗಳು ಬೇಕಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚ >$100,000. ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯು 150nm ಗಿಂತ ಕೆಳಗಿನ ರೇಖೆಗಳು ಮತ್ತು ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1. ಫೋಟೋಮಾಸ್ಕ್ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ದುರಸ್ತಿ

ಚಿತ್ರ 2. ತೀವ್ರ ನೇರಳಾತೀತ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿಗಾಗಿ ವಿವಿಧ ಮುಖವಾಡ ಮಾದರಿಗಳ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು

02 ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕತ್ತರಿಸುವುದು

ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ಡೈಸಿಂಗ್ ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಡೈಸಿಂಗ್ ಬಳಸಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕತ್ತರಿಸುವ ಚಕ್ರಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಕ್ರ್ಯಾಕ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ತೆಳುವಾದ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ <150 μm ದಪ್ಪ) ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬಿಲ್ಲೆಗಳ ಲೇಸರ್ ಕತ್ತರಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ತೆಳುವಾದ ಬಿಲ್ಲೆಗಳಿಗೆ (100-200μm) ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ಲೇಸರ್ ಗ್ರೂವಿಂಗ್, ನಂತರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಅಥವಾ ರಹಸ್ಯ ಕತ್ತರಿಸುವುದು (ಅಂದರೆ ಒಳಗೆ ಅತಿಗೆಂಪು ಲೇಸರ್ ಕಿರಣ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಕ್ರೈಬಿಂಗ್) ನಂತರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಟೇಪ್ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ. ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಪ್ರತಿ ಗಂಟೆಗೆ 15 ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಪ್ರತಿ ಗಂಟೆಗೆ 23 ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಬಲ್ಲದು, ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದೊಂದಿಗೆ.

03 ಉಪಭೋಗ್ಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಗ್ಲಾಸ್ ಕತ್ತರಿಸುವುದು/ಬರೆಯುವುದು

ಟಚ್ ಸ್ಕ್ರೀನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ಗಳಿಗೆ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಕನ್ನಡಕಗಳು ತೆಳುವಾಗುತ್ತಿವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರಗಳು ವಕ್ರವಾಗಿವೆ. ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕತ್ತರಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ ಕಳಪೆ ಕಟ್ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಈ ಗಾಜಿನ ಡಿಸ್‌ಪ್ಲೇಗಳನ್ನು 3-4 ಪದರಗಳಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ ಮತ್ತು ಮೇಲಿನ 700 μm ದಪ್ಪದ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಗಾಜಿನನ್ನು ಹದಗೊಳಿಸಿದಾಗ, ಇದು ಸ್ಥಳೀಯ ಒತ್ತಡದಿಂದ ಒಡೆಯಬಹುದು. ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಈ ಗ್ಲಾಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮ ಅಂಚಿನ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಕತ್ತರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ಫ್ಲಾಟ್ ಪ್ಯಾನಲ್ ಕತ್ತರಿಸುವಿಕೆಗಾಗಿ, ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಗಾಜಿನ ಹಾಳೆಯ ಹಿಂಭಾಗದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಬಹುದು, ಮುಂಭಾಗದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಹಾನಿಯಾಗದಂತೆ ಗಾಜಿನ ಒಳಭಾಗವನ್ನು ಸ್ಕ್ರಾಚಿಂಗ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಸ್ಕೋರ್ ಮಾಡಿದ ಮಾದರಿಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಅಥವಾ ಥರ್ಮಲ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಗಾಜನ್ನು ಒಡೆಯಬಹುದು.

ಚಿತ್ರ 3. ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಗ್ಲಾಸ್ ವಿಶೇಷ-ಆಕಾರದ ಕತ್ತರಿಸುವುದು

04 ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಪಿಸ್ಟನ್ ಟೆಕಶ್ಚರ್

ಹಗುರವಾದ ಕಾರ್ ಇಂಜಿನ್‌ಗಳನ್ನು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಎರಕಹೊಯ್ದ ಕಬ್ಬಿಣದಂತೆ ಉಡುಗೆ-ನಿರೋಧಕವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಕಾರ್ ಪಿಸ್ಟನ್ ಟೆಕಶ್ಚರ್‌ಗಳ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯು ಘರ್ಷಣೆಯನ್ನು 25% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಕಂಡುಕೊಂಡಿವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಶಿಲಾಖಂಡರಾಶಿಗಳು ಮತ್ತು ತೈಲವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು.

ಚಿತ್ರ 4. ಎಂಜಿನ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಆಟೋಮೊಬೈಲ್ ಎಂಜಿನ್ ಪಿಸ್ಟನ್‌ಗಳ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

05 ವೈದ್ಯಕೀಯ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಪರಿಧಮನಿಯ ಸ್ಟೆಂಟ್ ತಯಾರಿಕೆ

ಲಕ್ಷಾಂತರ ಪರಿಧಮನಿಯ ಸ್ಟೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ದೇಹದ ಪರಿಧಮನಿಯ ಅಪಧಮನಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ರಕ್ತವು ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟಿದ ನಾಳಗಳಿಗೆ ಹರಿಯಲು ಒಂದು ಚಾನಲ್ ಅನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿ ವರ್ಷ ಲಕ್ಷಾಂತರ ಜೀವಗಳನ್ನು ಉಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಧಮನಿಯ ಸ್ಟೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಲೋಹದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಉದಾ, ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್, ನಿಕಲ್-ಟೈಟಾನಿಯಂ ಆಕಾರದ ಮೆಮೊರಿ ಮಿಶ್ರಲೋಹ, ಅಥವಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಕೋಬಾಲ್ಟ್-ಕ್ರೋಮಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ) ತಂತಿ ಜಾಲರಿಯು ಸರಿಸುಮಾರು 100 μm ಸ್ಟ್ರಟ್ ಅಗಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಲಾಂಗ್-ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಕಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಬ್ರಾಕೆಟ್‌ಗಳನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಲು ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಅನುಕೂಲಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಟ್ ಗುಣಮಟ್ಟ, ಉತ್ತಮ ಮೇಲ್ಮೈ ಮುಕ್ತಾಯ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಅವಶೇಷಗಳು, ಇದು ನಂತರದ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

06 ವೈದ್ಯಕೀಯ ಉದ್ಯಮಕ್ಕೆ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆ

ರೋಗ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ರೋಗನಿರ್ಣಯಕ್ಕಾಗಿ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಭಾಗಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಮೋಲ್ಡಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಅಂಟಿಸುವ ಅಥವಾ ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿ ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ತಯಾರಿಕೆಯು ಸಂಪರ್ಕಗಳ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದೆಯೇ ಗಾಜಿನಂತಹ ಪಾರದರ್ಶಕ ವಸ್ತುಗಳೊಳಗೆ 3D ಮೈಕ್ರೋಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಒಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಬೃಹತ್ ಗಾಜಿನೊಳಗೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಆರ್ದ್ರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಎಚ್ಚಣೆ, ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಗಾಜಿನೊಳಗೆ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಅಥವಾ ಕಸವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಿದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್. ಇನ್ನೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಮೆಷಿನ್ ಚಾನೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಗಾಜಿನ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಮತ್ತು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಗಾಜಿನ ಹೊದಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಮುಚ್ಚುವುದು.

ಚಿತ್ರ 6. ಗಾಜಿನ ವಸ್ತುಗಳ ಒಳಗೆ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್-ಪ್ರೇರಿತ ಆಯ್ದ ಎಚ್ಚಣೆ

07 ಇಂಜೆಕ್ಟರ್ ನಳಿಕೆಯ ಮೈಕ್ರೋ ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್

ಫ್ಲೋ ಹೋಲ್ ಪ್ರೊಫೈಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಮ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಯಂತ್ರದ ಸಮಯದಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಇಂಜೆಕ್ಟರ್ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಮೈಕ್ರೊಹೋಲ್ ಮ್ಯಾಚಿಂಗ್ ಮೈಕ್ರೋ-EDM ಅನ್ನು ಬದಲಿಸಿದೆ. ಪೂರ್ವಭಾವಿ ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಹೆಡ್ ಮೂಲಕ ಕಿರಣದ ಫೋಕಸ್ ಸ್ಥಾನ ಮತ್ತು ಟಿಲ್ಟ್ ಅನ್ನು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರ ಪ್ರೊಫೈಲ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ (ಉದಾ, ಬ್ಯಾರೆಲ್, ಫ್ಲೇರ್, ಒಮ್ಮುಖ, ಡೈವರ್ಜೆನ್ಸ್) ಇದು ದಹನ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುೀಕರಣ ಅಥವಾ ನುಗ್ಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಕೊರೆಯುವ ಸಮಯವು ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ, ಡ್ರಿಲ್ ದಪ್ಪ 0.2 - 0.5 ಮಿಮೀ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರದ ವ್ಯಾಸವು 0.12 - 0.25 ಮಿಮೀ, ಈ ತಂತ್ರವು ಮೈಕ್ರೋ-ಇಡಿಎಂಗಿಂತ ಹತ್ತು ಪಟ್ಟು ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಮೈಕ್ರೊಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಮೂರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಪೈಲಟ್ ರಂಧ್ರಗಳ ರಫಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಫಿನಿಶಿಂಗ್ ಸೇರಿವೆ. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಿಂದ ಬೋರ್ಹೋಲ್ ಅನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಆರಂಭಿಕ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಅಂತಿಮ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲು ಆರ್ಗಾನ್ ಅನ್ನು ಸಹಾಯಕ ಅನಿಲವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 7. ಡೀಸೆಲ್ ಇಂಜಿನ್ ಇಂಜೆಕ್ಟರ್‌ಗಾಗಿ ತಲೆಕೆಳಗಾದ ಟೇಪರ್ ರಂಧ್ರದ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಹೆಚ್ಚಿನ-ನಿಖರ ಸಂಸ್ಕರಣೆ

08 ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಟೆಕ್ಸ್ಚರಿಂಗ್

ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಯಂತ್ರದ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ವಸ್ತು ಹಾನಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಮೈಕ್ರೋಮ್ಯಾಚಿಂಗ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಕ್ರಮೇಣ ಸಂಶೋಧಕರ ಕೇಂದ್ರಬಿಂದುವಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಕಡಿಮೆ ಹಾನಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯಂತಹ ವಿವಿಧ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುವ ಕೇಂದ್ರಬಿಂದುವಾಗಿದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ವಸ್ತು ಹಾನಿಯು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಶೋಧನಾ ನಿರ್ದೇಶನವಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲೇಸರ್‌ನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ವಸ್ತುವಿನ ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಅಬ್ಲೇಟೆಡ್ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಕೆಲವು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನ್ಯಾನೊ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಶೇಷ ಮೇಲ್ಮೈ ರಚನೆಯು ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಒಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನ್ಯಾನೊ ರಚನೆಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯು ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನ್ಯಾನೊ ರಚನೆಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಧಾನವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿನ್ಯಾಸದ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈ ತೇವಗೊಳಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ಘರ್ಷಣೆ ಮತ್ತು ಉಡುಗೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಲೇಪನ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೋಶಗಳ ದಿಕ್ಕಿನ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 8. ಲೇಸರ್-ತಯಾರಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಸೂಪರ್ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯು ಸಣ್ಣ ಶಾಖ-ಬಾಧಿತ ವಲಯದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ವಿವರ್ತನೆಯ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರಿದ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಇದು ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ನಿಖರವಾದ ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೊ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಮತ್ತು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನ್ಯಾನೊ ರಚನೆಯ ತಯಾರಿಕೆ. ವಿಶೇಷ ವಸ್ತುಗಳು, ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶೇಷ ಸಾಧನಗಳ ಲೇಸರ್ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೊ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೊಸ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಅನೇಕ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ಮೈಕ್ರೋಲೆನ್ಸ್ ಅರೇಗಳು, ಬಯೋನಿಕ್ ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣ್ಣುಗಳು, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಮೆಟಾಸರ್ಫೇಸ್‌ಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು; ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಮತ್ತು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ, ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಚಿಪ್‌ಗಳಾದ ಮೈಕ್ರೊಹೀಟರ್ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು; ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಪ್ರತಿಬಿಂಬ, ಪ್ರತಿಬಿಂಬ, ಸೂಪರ್-ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್, ಆಂಟಿ-ಐಸಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಹ ತಯಾರಿಸಬಹುದು; ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ, ಜೈವಿಕ ಮೈಕ್ರೋ-ಸ್ಟೆಂಟ್‌ಗಳು, ಸೆಲ್ ಕಲ್ಚರ್ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬಯೋಲಾಜಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್‌ನಂತಹ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅಸಾಧಾರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ, ಬಯೋಮೆಡಿಸಿನ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಿಶಾಲವಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ವರ್ಷದಿಂದ ವರ್ಷಕ್ಕೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಿವೆ. ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದ ಮೈಕ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ಸ್, ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡಿಕ್ಸ್, ಮಲ್ಟಿ-ಫಂಕ್ಷನಲ್ ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೋಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಮೆಟಾಸರ್ಫೇಸ್ ತಯಾರಿಕೆಯಂತಹ ಕೆಲವು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ದೊಡ್ಡ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. , ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೋ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಬಹು ಆಯಾಮದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಹಿತಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಇತ್ಯಾದಿ.