به گزارش گروه اجتماعی خبرگزاری تسنیم؛ امروزه لیزرهای فمتوثانیه به دلیل خصوصیات ویژه ناشی از شدت بالا همراه با طول پالس بسیار کوتاه، برای میکروماشین کاری و پردازش دقیق مواد باکیفیت بالا، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.

میکروماشین کاری با لیزرهای فمتوثانیه دارای کاربردهای گسترده ‍ ای در صنایع هواپیمایی (هوافضا)، صنایع نظامی و دفاعی، صنایع پزشکی و دارویی و … است. خصوصا ماشین کاری مستقیم بدون نیاز به ماسک و تجهیزات مربوطه گران قیمت، با استفاده از لیزرهای فمتوثانیه امکان پذیر است. همچنین این سیستم، امکان ماشین کاری مستقیم داخل حجم ماده شفاف و مواد چندلایه را فراهم می سازد که توسط هیچ روش ماشین کاری متداول دیگری امکان پذیر نیست. دقت ماشین کاری از مرتبه یک میکرون توسط این روش ممکن است.

از میان کاربردهای میکروماشین کاری توسط لیزرهای فمتوثانیه می توان به سوراخ کاری و برش کاری فوق دقیق فلزات، سوراخ کاری نازل های تزریق دیزلی، ماشین کاری حفره های خنک ساز پره های توربین نیروگاهی و هواپیما، ساخت ژیروسکوپ های مجتمع نوری با دقت مورد نیاز برای کاربردهای ناوبری، ماشین کاری مواد منفجره، برش و جداسازی چیپ های سیلیکونی، جوشکاری میکرونی مواد اشاره کرد.

همچنین ساخت دستگاه های میکرونی بیوپزشکی نظیر ساخت استنت های قلبی پلیمری، Lab on chips، بیوسنسورها و دستگاه های میکروفلوئیدیک برای انواع کاربردهای پزشکی و بیولوژیکی، ساخت میکروساختارها روی سطوح برای افزایش جذب مواد سلیکونی و افزایش بازده آشکارسازها و سلول هی خورشیدی، ساختارسازی میکرونیروی سطح فلزات برای کاهش بازتاب و تبدیل آنها به مواد جاذب و نیز افزایش اصطکاک سطوح، سوراخ کاری و میکروماشین کاری انواع میکروپمپ ها، میکروسنسورها و میکروراکتورهای شیمیایی جهت افزایش بازده و عملکردشان، ساخت سوزن های جراحی، جراحی ریزسلولی، جراحی چشم و . . . نیز از دیگر کاربردهای میکروماشین کاری توسط لیزرهای فمتوثانیه است.

بنابراین میکروماشین کاری با استفاده از لیزرهای فمتوثانیه کاربردهای گسترده ای را در صنعت نشان داده است و مراکز بسیاری در دنیا از این تکنیک برای کاربردهای فوق استفاده می کنند. امروزه تکنیک میکروماشین کاری با استفاده از لیزرهای فمتوثانیه جایگزین مناسبی برای تکنیک های رایج بر پایه لیزرهای با پالس های طویل شده اند چراکه تکنیک های رایج نظیر لیتوگرافی نیاز به تجهیزات پیشرفته برای تولید ماسک، امکانات اتاق ﺗﻤیز و تجهیزات و دستگاه های بسیار گران قیمت مربوط به لیتوگرافی نظیر ترازکننده ماسک، سیستم زدایش پلاسمایی و . . . داشته و مراحل زیادی برای میکروماشین کاری دارند.

به علاوه تکنیک های لیتوگرافی محدودیت های بسیاری برای هندسه های سه بعدی و مواد مختلف دارند. در حالی که سیستم های میکروماشین کاری با لیزرهای فمتوثانیه بدون هیچ محدودیتی روی هندسه و بدون نیاز به تولید ماسک و تجهیزات مربوطه، به طور مستقیم و طی فرآیند یک مرحله ای می توانند برای میکروماشین کاری با هندسه دلخواه مورد استفاده قرار بگیرند.

از مزیت دیگر آنها ایجاد ساختارهای سه بعدی داخل حجم مواد شفاف است که امکان ساخت دستگاه های پیچیده تر و متنوع تر را می دهد. از آنجا که تغییرات ضریب شکست با استفاده از لیزرهای فمتوثانیه می تواند در هر نقطه ای داخل مواد زیر لایه با عمق مشخص (۱۰۰ میکرون تا ۱ میلیمتر) از سطح انجام شود، این تکنیک می تواند ساختارهای کوپلر، مدولاتور و شکافنده سه بعدی با ابعاد موج بری کمتر از۱۰ میکرون را ایجاد کند.

این در حالی است که در روش های ساخت موج بری متداول، تنها امکان ساخت کانال های سطحی دوبعدی توسط فرآیندهای چندمرحله ای بسیار پیچیده تر و با کاربردهای محدودتر وجود دارد.

با توجه به اهمیت و کاربردهای گسترده بیان شده برای این فناوری جدید، کسب دانش فنی و ورود این فناوری به صنعت کشور و بومی سازی فناوری ساخت آن به دلیل هزینه های بالا و عدم امکان واردات آن به کشور به دلیل مسائل تحریمی و . . . ضروری است.

«آتوساسادات عربانیان» عضو هیئت علمی پژوهشکده لیزر و پلاسمای دانشگاه شهید بهشتی

انتهای پیام/