האם אתה מכיר את היישום התעשייתי של לייזר DPSS? (חלק 3)

לייזרים DPSS מצב מוצקהוא מוצר לייזר בעל ביצועים גבוהים, דור חדש של לייזר מוצק עם חיים ארוכים, צריכת חשמל נמוכה, יציבות גבוהה, יחס אות לרעש גבוה, איכות קרן גבוהה, וניתן למזערו ויתרונות נוספים.

5. טכנולוגיה קוונטית

התחום המתפתח של טכנולוגיה קוונטית מבטיח התפתחויות משמעותיות בתחומים שונים כולל מטרולוגיה, אבטחת סייבר ומחשוב. יש כבר הרבה ארגונים שמסתמכים על שעונים אטומיים כדי לבצע את מדידות הזמן המדויקות ביותר, וישנה תנועה מסיבית להביא מדי כבידה קוונטיים מהמעבדה לשדה כדי לנטר את זרימת המאגמה בכיפות קרח ובהרי געש. חברות לחיפושי נפט מצאו דליפה בתוך אלפי קילומטרים של צינורות העוברים מתחת לים יקר מדי עבור התעשייה. כעת נעשה שימוש ב-GPS מדי יום במכוניות, בטלפונים ניידים, או לאחרונה במכשירים חכמים של iot. אבל מה קורה אם נכנסים למנהרה ארוכה, או רוצים לחפור עמוק מתחת לאדמה? הטכנולוגיה הנוכחית חסרה את הדיוק הדרוש כדי לעזור לך לנווט במצב זה, אבל "מיקום, ניווט ותזמון" (בקיצור PNT) היא אחת הטכנולוגיות המרכזיות שמפותחות עם התקדמות המחקר בטכנולוגיה הקוונטית.

הטכנולוגיה הקוונטית מתמקדת בשימוש בחלקיקים או אטומים מדויקים ויציבים, והבנת התכונות של אטומים אלו עוזרת לנו לשפר את הדיוק של מדידות הזמן והמרחב שלנו. על מנת להיות מסוגלים לקיים אינטראקציה עם האטומים הללו, ראשית יש להאט אותם או "לקרר" אותם על מנת לבחון אותם בצורה יסודית יותר. לקירור אטומים ולבחינתם, נעשה שימוש באור קוהרנטי ביותר, כגון לייזרים מוצקים (DPSS) עם דיודה. ביישומים קוונטיים, ככל שרוחב הקו של הלייזר צר יותר, כך האות הצפוי מהאטום טוב יותר. חשוב גם לבחור את אורך הגל הקשור לאטום שיילכד. עם פיתוח ומיזעור של שעון נקודות אופטי, ניתן להשיג דיוק GPS מתחת לרמת המילימטר. בשל הדיוק של מכשירים אלו, הם גם צפויים להתקיים בעצמם, ללא צורך בתקשורת לוויינית רציפה. חיישני קוונטים הם ענף נוסף של יישומי QT שיש להם פוטנציאל לשפר את יישומי כוח המשיכה והמגנטומטריה הנוכחיים, שניהם יכולים לשמש כדי לחקור מבנים תת קרקעיים או אפילו למצוא עצמים בעומק האוקיינוס.

6. פלואורסצנטיות

Photoluminescence הוא מונח כללי המכסה הן פלואורסצנטיות והן זרחניות. במובן המחמיר, הקרינה היא אור הנפלט מהעירור לאחד ממצבי הסינגל בתוך החומר - בדרך כלל פליטה מהירה מאוד לאחר עירור - בעוד שזרחן הוא אור הנפלט ממצב הטריפלט - וכתוצאה מכך פליטת אור איטית ומעוכבת יותר.

פוטו-לומינסנציה היא צורה של זוהר - פליטת אור על ידי חומר הנגרמת על ידי קליטת אנרגיה - שבתורה סופגת אנרגיית אור, מה שגורם לחומר לפלוט באורכי גל שונים.

מונחים אלה אינם משמשים בדרך כלל בצורה ספציפית זו, ובדרך כלל ניתן לחשוב על הקרינה כתהליך זוהר מהיר לאחר עירור, בדרך כלל ברמת הננו-שניה או מתחתיה, בניגוד לזרחון איטי יותר, הנחשב בדרך כלל ברמת המיקרו-שנייה או מעלה . בעוד שמקורות אור בפס רחב יכולים לייצר הרבה פוטו-לומינצנטי, יישומים רבים דורשים דיוק היפרספקטרלי ומרחבי, כגון מיקרוסקופיה קונפוקלית, בדיקת פגמים גבישים או תערובות דינמיות של צבעים פלואורסצנטיים ופלואורפורים.

יישומים רבים משלבים את הקרינה עם מדידות אחרות, כגון רמאן, כאשר היכולת של שתי הטכניקות להשתמש באותו מקור עירור מפשטת את האינטגרציה והניתוח של נתונים. דוגמה טיפוסית היא ייצור ומחקר של תאים סולאריים, שבהם נעשה שימוש בשתי טכניקות לניתוח משטחים בעלי מבנה גבוה - למשל, פלואורסצנטיות לבדיקת מאפיינים מובנים כגון חיי הנשא או יעילותו, ומיקרוסקופיה של ראמאן לקביעת אחידות התכונות.

7. פינצטה אופטית

הידועה גם בשם מניפולציה אופטית או לכידה אופטית, פינצטה אופטית היא טכניקה המאפשרת שימוש בלייזרים ממוקדים מאוד כדי ללכוד ולהזיז חלקיקים קטנים. כאשר הלייזר ממוקד בחלקיק, הוא עובר שינוי במקדם השבירה ומשנה מעט את כיוון הנסיעה שלו, נע לאורך שיפוע של עוצמת השדה החשמלי. זה מפעיל את הכוח ההפוך על החלקיק, ואם החלקיק קטן מהקרן עצמה, גורם לו להיות "כלוא" במרכז המותניים של הקרן, שם עוצמת השדה החשמלי היא הגדולה ביותר.

זה הוכח ככלי שימושי מאוד בתחומים רבים. הכל, החל מאטומים בודדים ועד למכונות זעירות מותאמות אישית, ותאים ביולוגיים עוברים מניפולציות באמצעות טכנולוגיה זו. רוב הדגימות הביולוגיות אינן נפגעות מקרינת NIR (למשל 1064 ננומטר). כתוצאה מכך, מדענים יכולים כעת לבודד בקלות חיידקים ווירוסים בודדים למחקר ללא הפרעה מכנית איתם. המפתח לטכנולוגיה זו הוא קבלת "אחיזה איתנה" בחלקיקים, כוח מעולה ויציבות הצבעה, כמו גם עגלגלות אלומה מצוינת, ורעש נמוך.

8. תחריט תמונה

ליטוגרפיה היא העברה של תבנית מעוצבת למשטח שטוח, ישירות או דרך תווך ביניים - למעט שטחי פנים שבהם אין צורך בתבנית. בליטוגרפיה של פוטו-מסכת, העיצוב מעוצב על גבי המצע ומשמש בלייזר לחשיפת התבנית, מה שמאפשר לחרוט את החומר שהופקד כהכנה לעיבוד נוסף. שיטת ליתוגרפיה זו נמצאת בשימוש נרחב בייצור המוני של שבבי מוליכים למחצה.

היכולת להקרין תמונות חדות של תכונות קטנות על השבב מוגבלת על ידי אורך הגל של האור המשמש. כלי ליטוגרפיה חדישים עדכניים משתמשים באור אולטרה סגול עמוק (DUV), ואורכי גל אלו ימשיכו להשתרע על פני אולטרה סגול עמוק (193 ננומטר), אולטרה סגול ואקום (157 ננומטר ו-122 ננומטר) ואולטרה סגול רחוק (47 ננומטר ו-13). ננומטר) בעתיד. עבור שווקי ה-IC, MEMS והביו-רפואי, שבהם הביקוש למגוון רחב של תכונות וגדלי מצע הולך וגדל, מוצרים מורכבים ושינויי עיצוב תכופים מייקרים את עלות ייצור הפתרונות המותאמים במיוחד הללו בהיקפים נמוכים יותר. פתרונות ליטוגרפיה מסורתיים המבוססים על פוטומסק (פוטומסקה) אינם חסכוניים ואינם מעשיים עבור רבים מהיישומים הללו, כאשר העלות והזמן הנדרשים לתכנון וייצור של מספר רב של ערכות מסכות יכולות להצטבר במהירות.

עם זאת, יישומי ליטוגרפיה ללא מסכות אינם מושפעים מדרישות אורך הגל האולטרה סגול הקצר מאוד, אלא משתמשים בלייזרים בטווח הכחול והאולטרה סגול. בליטוגרפיה ללא מסכות, הלייזר יוצר מיקרונים וננו-מבנים ישירות על פני החומר הרגיש לאור. שיטת ליטוגרפיה כללית זו אינה מסתמכת על חומרים מתכלים למסכה ויכולה לבצע שינויים בפריסה במהירות. כתוצאה מכך, אבות טיפוס ופיתוח מהירים הופכים לקלים יותר, עם היתרון של גמישות עיצובית רבה יותר תוך שמירה על כיסוי שטח גדול (כגון פרוסות מוליכים למחצה בגודל 300 מ"מ, צגים שטוחים או PCBS).

כדי לענות על הצרכים של ייצור מהיר, לייזר ליטוגרפיה ללא מסכות יש מאפיינים דומים לאלה המשמשים ביישומי פוטומסק:

מקורות גל מתמשכים עם יציבות כוח ואורך גל לטווח ארוך ורוחב קווים צרים פירושם פחות שונות בחתימת המסכה.

יציבות ארוכת חיים עם מעט או ללא תחזוקה או הפרעה למחזורי הייצור חשובה לשני היישומים.

לייזרים DPSS עם רוחב קו צר יציב במיוחד, יציבות אורך גל ויציבות כוח מתאימים היטב לשתי שיטות הליטוגרפיה.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.