Γνωρίζετε τη βιομηχανική εφαρμογή των λέιζερ DPSS; (Μέρος 3)

Λέιζερ στερεάς κατάστασης DPSSείναι ένα προϊόν λέιζερ υψηλής απόδοσης, μια νέα γενιά λέιζερ στερεάς κατάστασης με μεγάλη διάρκεια ζωής, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, υψηλή σταθερότητα, υψηλή αναλογία σήματος προς θόρυβο, υψηλή ποιότητα δέσμης και μπορεί να μικροποιηθεί και άλλα πλεονεκτήματα.

5. Κβαντική τεχνολογία

Το αναδυόμενο πεδίο της κβαντικής τεχνολογίας υπόσχεται σημαντικές εξελίξεις σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της μετρολογίας, της ασφάλειας στον κυβερνοχώρο και της πληροφορικής. Υπάρχουν ήδη πολλοί οργανισμοί που βασίζονται σε ατομικά ρολόγια για να κάνουν τις πιο ακριβείς μετρήσεις χρόνου και υπάρχει μια τεράστια κίνηση για να φέρουν κβαντικά βαρυτόμετρα από το εργαστήριο στο πεδίο για να παρακολουθούν τη ροή του μάγματος σε παγοκαλύμματα και ηφαίστεια. Οι εταιρείες εξερεύνησης πετρελαίου βρήκαν μια διαρροή μέσα σε χιλιάδες μίλια αγωγών που τρέχουν κάτω από τη θάλασσα πολύ δαπανηρή για τη βιομηχανία. Το GPS χρησιμοποιείται πλέον καθημερινά σε αυτοκίνητα, κινητά τηλέφωνα ή πιο πρόσφατα σε έξυπνες συσκευές iot. Τι συμβαίνει όμως αν μπείτε σε ένα μακρύ τούνελ ή θέλετε να σκάψετε βαθιά υπόγεια; Η τρέχουσα τεχνολογία στερείται της ακρίβειας που απαιτείται για να σας βοηθήσει να πλοηγηθείτε σε αυτήν την κατάσταση, αλλά το "Positioning, Navigation, and Timing" (PNT για συντομία) είναι μία από τις βασικές τεχνολογίες που αναπτύσσονται καθώς προχωρά η έρευνα για την κβαντική τεχνολογία.

Η κβαντική τεχνολογία εστιάζει στη χρήση ακριβών και σταθερών σωματιδίων ή ατόμων και η κατανόηση των ιδιοτήτων αυτών των ατόμων μάς βοηθά να βελτιώσουμε την ακρίβεια των μετρήσεων του χρόνου και του χώρου. Για να μπορέσουν να αλληλεπιδράσουν με αυτά τα άτομα, πρέπει πρώτα να επιβραδυνθούν ή να «ψυχθούν» για να τα εξετάσουμε πιο διεξοδικά. Για την ψύξη των ατόμων και την εξέτασή τους, χρησιμοποιείται εξαιρετικά συνεκτικό φως, όπως λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου (DPSS). Σε κβαντικές εφαρμογές, όσο πιο στενό είναι το πλάτος γραμμής του λέιζερ, τόσο καλύτερο είναι το σήμα που αναμένεται από το άτομο. Είναι επίσης σημαντικό να επιλέξετε το μήκος κύματος που σχετίζεται με το άτομο που θα συλληφθεί. Με την ανάπτυξη και τη σμίκρυνση ενός οπτικού ρολογιού με κουκκίδες, μπορεί να επιτευχθεί ακρίβεια GPS κάτω από το επίπεδο του χιλιοστού. Λόγω της ακρίβειας αυτών των συσκευών, αναμένεται επίσης να είναι αυτοσυντηρούμενες, χωρίς την ανάγκη συνεχών δορυφορικών επικοινωνιών. Οι κβαντικοί αισθητήρες είναι ένας άλλος κλάδος των εφαρμογών QT που έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν τις τρέχουσες εφαρμογές βαρύτητας και μαγνητομετρίας, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση υπόγειων δομών ή ακόμη και για την εύρεση αντικειμένων στα βαθιά ωκεάνια.

6. Φθορισμός

Η φωτοφωταύγεια είναι ένας γενικός όρος που καλύπτει τόσο τον φθορισμό όσο και τον φωσφορισμό. Με την αυστηρότερη έννοια, ο φθορισμός είναι φως που εκπέμπεται από τη διέγερση σε μία από τις μονές καταστάσεις εντός του υλικού - συνήθως πολύ γρήγορη εκπομπή μετά τη διέγερση - ενώ ο φωσφορισμός είναι φως που εκπέμπεται από την τριπλή κατάσταση - με αποτέλεσμα πιο αργή και πιο καθυστερημένη εκπομπή φωτός.

Η φωτοφωταύγεια είναι μια μορφή φωταύγειας - η εκπομπή φωτός από ένα υλικό που προκαλείται από την απορρόφηση ενέργειας - το οποίο με τη σειρά του απορροφά την φωτεινή ενέργεια, προκαλώντας το υλικό να εκπέμπει σε διαφορετικά μήκη κύματος.

Αυτοί οι όροι δεν χρησιμοποιούνται συνήθως με αυτόν τον συγκεκριμένο τρόπο και γενικά ο φθορισμός μπορεί να θεωρηθεί ως μια διαδικασία ταχείας φωταύγειας μετά από διέγερση, συνήθως στο επίπεδο του νανοδευτερόλεπτου ή κάτω από αυτό, σε αντίθεση με τον πιο αργό φωσφορισμό, ο οποίος συνήθως θεωρείται σε ή πάνω από το επίπεδο μικροδευτερόλεπτου . Ενώ οι ευρυζωνικές πηγές φωτός μπορούν να παράγουν πολλή φωτοφωταύγεια, πολλές εφαρμογές απαιτούν υπερφασματική και χωρική ακρίβεια, όπως συνεστιακή μικροσκοπία, επιθεώρηση κρυσταλλικών ελαττωμάτων ή δυναμικά μείγματα φθοριζόντων βαφών και φθοροφόρων.

Πολλές εφαρμογές συνδυάζουν τον φθορισμό με άλλες μετρήσεις, όπως το Raman, όπου η ικανότητα και των δύο τεχνικών να χρησιμοποιούν την ίδια πηγή διέγερσης απλοποιεί την ολοκλήρωση και την ανάλυση των δεδομένων. Ένα τυπικό παράδειγμα είναι η κατασκευή και η έρευνα ηλιακών κυττάρων, όπου χρησιμοποιούνται δύο τεχνικές για την ανάλυση επιφανειών υψηλής δομής - για παράδειγμα, ο φθορισμός για τον έλεγχο εγγενών ιδιοτήτων όπως η διάρκεια ζωής ή η απόδοση του φορέα και η μικροσκοπία Raman για τον προσδιορισμό της ομοιομορφίας των χαρακτηριστικών.

7. Οπτικό τσιμπιδάκι

Γνωστή και ως οπτικός χειρισμός ή οπτική σύλληψη, τα οπτικά τσιμπιδάκια είναι μια τεχνική που επιτρέπει τη χρήση λέιζερ υψηλής εστίασης για τη σύλληψη και τη μετακίνηση μικρών σωματιδίων. Όταν το λέιζερ εστιάζεται στο σωματίδιο, υφίσταται μια αλλαγή στον δείκτη διάθλασης και αλλάζει ελαφρώς την κατεύθυνση της διαδρομής του, κινούμενος κατά μήκος μιας κλίσης έντασης ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό ασκεί την αντίθετη δύναμη στο σωματίδιο, και εάν το σωματίδιο είναι μικρότερο από την ίδια τη δέσμη, το κάνει να «παγιδευτεί» στο κέντρο της μέσης της δέσμης, όπου η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι μεγαλύτερη.

Αυτό έχει αποδειχθεί πολύ χρήσιμο εργαλείο σε πολλούς τομείς. Τα πάντα, από μεμονωμένα άτομα έως προσαρμοσμένες μικροσκοπικές μηχανές, και τα βιολογικά κύτταρα χειρίζονται χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία. Τα περισσότερα βιολογικά δείγματα δεν καταστρέφονται από την ακτινοβολία NIR (π.χ. 1064 nm). Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες μπορούν πλέον εύκολα να απομονώσουν μεμονωμένα βακτήρια και ιούς για μελέτη χωρίς μηχανικές παρεμβολές μαζί τους. Το κλειδί για αυτήν την τεχνολογία είναι να αποκτήσετε μια «στιβαρή λαβή» στα σωματίδια, είναι εξαιρετική ισχύς και σταθερότητα κατάδειξης, καθώς και εξαιρετική στρογγυλότητα δέσμης και χαμηλό θόρυβο.

8. Χαλκογραφία φωτογραφιών

Η λιθογραφία είναι η μεταφορά ενός σχεδιασμένου σχεδίου σε μια επίπεδη επιφάνεια, είτε απευθείας είτε μέσω ενός ενδιάμεσου μέσου - εξαιρουμένων των επιφανειών όπου το σχέδιο δεν χρειάζεται. Στη λιθογραφία με φωτομάσκα, το σχέδιο διαμορφώνεται στο υπόστρωμα και χρησιμοποιείται ένα λέιζερ για να αποκαλύψει το σχέδιο, επιτρέποντας στο αποτιθέμενο υλικό να απομακρυνθεί ως προετοιμασία για περαιτέρω επεξεργασία. Αυτή η μέθοδος λιθογραφίας χρησιμοποιείται ευρέως στη μαζική παραγωγή τσιπ ημιαγωγών.

Η δυνατότητα προβολής ευκρινών εικόνων μικρών χαρακτηριστικών στο τσιπ περιορίζεται από το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται. Τα τρέχοντα εργαλεία λιθογραφίας τελευταίας τεχνολογίας χρησιμοποιούν βαθύ υπεριώδες φως (DUV) και αυτά τα μήκη κύματος θα συνεχίσουν να καλύπτουν το βαθύ υπεριώδες (193 nm), το υπεριώδες υπό κενό (157 nm και 122 nm) και το πολύ υπεριώδες (47 nm και 13). nm) στο μέλλον. Για τις αγορές IC, MEMS και βιοϊατρικής, όπου η ζήτηση για ένα ευρύ φάσμα χαρακτηριστικών και μεγεθών υποστρώματος αυξάνεται, τα πολύπλοκα προϊόντα και οι συχνές αλλαγές σχεδιασμού αυξάνουν το κόστος κατασκευής αυτών των εξαιρετικά προσαρμοσμένων λύσεων σε χαμηλότερους όγκους. Οι παραδοσιακές λύσεις λιθογραφίας με βάση τη φωτομάσκα (φωτομάσκα) δεν είναι ούτε οικονομικές ούτε πρακτικές για πολλές από αυτές τις εφαρμογές, όπου το κόστος και ο χρόνος που απαιτείται για το σχεδιασμό και την κατασκευή μεγάλου αριθμού σετ μασκών μπορεί να αυξηθεί γρήγορα.

Ωστόσο, οι εφαρμογές λιθογραφίας χωρίς μάσκα δεν επηρεάζονται από τις πολύ μικρές απαιτήσεις μήκους κύματος υπεριώδους, αντί να χρησιμοποιούν λέιζερ στο μπλε και το υπεριώδες εύρος. Στη λιθογραφία χωρίς μάσκα, το λέιζερ δημιουργεί μικρά και νανοδομές απευθείας στην επιφάνεια του φωτοευαίσθητου υλικού. Αυτή η γενική μέθοδος λιθογραφίας δεν βασίζεται σε αναλώσιμα μάσκας και μπορεί να κάνει γρήγορα αλλαγές διάταξης. Ως αποτέλεσμα, η ταχεία δημιουργία πρωτοτύπων και ανάπτυξη γίνεται ευκολότερη, με το πλεονέκτημα της μεγαλύτερης σχεδιαστικής ευελιξίας διατηρώντας παράλληλα μεγάλη κάλυψη περιοχής (όπως γκοφρέτες ημιαγωγών 300 mm, επίπεδες οθόνες ή PCBS).

Για την κάλυψη των αναγκών ταχείας παραγωγής, τα λέιζερ λιθογραφίας χωρίς μάσκα έχουν χαρακτηριστικά παρόμοια με εκείνα που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές φωτομάσκας:

Οι συνεχείς πηγές κυμάτων με μακροπρόθεσμη σταθερότητα ισχύος και μήκους κύματος και στενά πλάτη γραμμής σημαίνουν λιγότερη απόκλιση στην υπογραφή της μάσκας.

Η σταθερότητα μακράς διάρκειας με ελάχιστη έως καθόλου συντήρηση ή διακοπή των κύκλων παραγωγής είναι σημαντική και για τις δύο εφαρμογές.

Τα λέιζερ DPSS με εξαιρετικά σταθερό στενό πλάτος γραμμής, σταθερότητα μήκους κύματος και σταθερότητα ισχύος είναι κατάλληλα και για τις δύο μεθόδους λιθογραφίας.

Στοιχεία επικοινωνίας:

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ιδέες, μη διστάσετε να μιλήσετε μαζί μας. Ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται οι πελάτες μας και ποιες είναι οι απαιτήσεις μας, θα ακολουθήσουμε τον στόχο μας να παρέχουμε στους πελάτες μας υψηλή ποιότητα, χαμηλές τιμές και την καλύτερη εξυπηρέτηση.