01पेपर गाइड
पारदर्शी सामग्री (जैसे कांच और नीलम) अपने उत्कृष्ट भौतिक रासायनिक गुणों के कारण उद्योग और अत्याधुनिक अनुसंधान में अपरिहार्य हैं। हालाँकि, उनकी उच्च कठोरता और उच्च बैंडगैप विशेषताओं ने यांत्रिक प्रसंस्करण को एक शताब्दी पुरानी चुनौती बना दिया है। फेमटोसेकंड लेज़रों के आगमन ने पारदर्शी सामग्रियों के आंतरिक संशोधन और प्रसंस्करण में एक क्रांति ला दी है, लेकिन धीमी प्रसंस्करण गति और तनाव क्षति की संवेदनशीलता जैसे मुद्दे हमेशा उनके औद्योगिक अनुप्रयोगों को सीमित करने में बाधा बने रहे हैं (जैसे कि ग्लास के माध्यम से {{5} छेद निर्माण के लिए प्रति सेकंड 1000 छेद की आवश्यकता)। यह पेपर क्षणिक इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना के माध्यम से प्राप्त पारदर्शी सामग्रियों की अल्ट्रा-तेज ड्रिलिंग के लिए एक नई विधि का परिचय देता है, जिसमें पारंपरिक प्रभाव ड्रिलिंग तकनीकों की तुलना में प्रसंस्करण गति दस लाख गुना बढ़ जाती है।
02पूर्ण पाठ का अवलोकन
अध्ययन में 'बेसेल क्षणिक चयनात्मक लेजर अवशोषण' नामक एक तकनीक का प्रस्ताव है। सबसे पहले, एक गाऊसी वितरित पिकोसेकंड लेजर को बेसेल बीम का आकार दिया जाता है, जो पारदर्शी सामग्रियों में एक ही घटना के साथ लंबे, समान इलेक्ट्रॉन उत्तेजना चैनल या 'लेजर फिलामेंट्स' के निर्माण को उत्तेजित कर सकता है। इस चैनल के निर्माण से पिकोसेकंड से नैनोसेकंड पैमाने पर सामग्री के ऑप्टिकल गुणों में तात्कालिक परिवर्तन होता है, जो अवशोषण गुणांक में नाटकीय वृद्धि के साथ, एक इन्सुलेटर से सेमी- धातु के समान स्थिति में परिवर्तित हो जाता है। साथ ही, लेजर फिलामेंट्स कुशलतापूर्वक और समान रूप से माइक्रोसेकंड लंबी स्पंदित लेजर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, जिससे चैनल के भीतर सामग्री को वाष्पीकरण और निष्कासन के बिंदु तक तुरंत गर्म किया जाता है। यह विधि पारंपरिक उच्च तीव्रता वाले लेजर प्रसंस्करण में देखे जाने वाले प्लाज्मा प्रतिबिंब परिरक्षण प्रभावों से चतुराई से बचती है। अंततः, केवल दसियों माइक्रोसेकंड में, लगभग 3.1 माइक्रोन के व्यास और 322 तक की गहराई के साथ 322 तक के व्यास अनुपात के साथ एक उच्च गुणवत्ता वाला छेद 1 मिमी मोटे क्वार्ट्ज ग्लास में बनाया जा सकता है, बिना किसी शंकुधारी या सूक्ष्म दरारें के।
03ग्राफ़िक विश्लेषण
चित्र 1 (ए) ऑप्टिकल पथ डिज़ाइन दिखाता है, जहां पिकोसेकंड लेजर की एक पल्स और माइक्रोसेकंड लेजर की एक पल्स को एक अक्षीय प्रिज्म द्वारा क्रमशः बेसेल बीम में आकार दिया जाता है, फिर एक बीम स्प्लिटर के माध्यम से अक्षीय रूप से संयोजित किया जाता है और एक पारदर्शी सामग्री नमूने पर केंद्रित किया जाता है। चित्र 1 (बी) मशीनिंग के दौरान भौतिक प्रक्रिया को दर्शाता है: चरण एक, पिकोसेकंड लेजर सामग्री के अंदर एक लंबे और समान इलेक्ट्रॉन उत्तेजना चैनल को प्रेरित करता है; चरण दो, बाद की माइक्रोसेकंड लेजर ऊर्जा को इस चैनल द्वारा चुनिंदा रूप से अवशोषित किया जाता है, जिससे सामग्री का तात्कालिक और समान निष्कासन होता है, अंततः उच्च पहलू अनुपात के साथ एक छेद बनता है।
चित्र 2 पंप जांच इमेजिंग तकनीक के माध्यम से मूल भौतिक तंत्र को सहजता से प्रदर्शित करता है। 5 पीएस की पल्स चौड़ाई के साथ एक बेसेल पल्स क्वार्ट्ज ग्लास के भीतर फिलामेंट्स को प्रेरित करता है, जिससे 10 पीएस के भीतर 1 मिमी से अधिक लंबाई में एक समान उत्तेजना चैनल के स्थिर गठन की अनुमति मिलती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह चैनल, जिसमें उच्च अवशोषण गुणांक है, कम से कम 1.8 एनएस तक स्थिर रूप से मौजूद रह सकता है, जो कि इलेक्ट्रॉन के जाली विश्राम समय से कहीं अधिक लंबा है, प्लाज्मा को उच्च ऊर्जा स्थिति में रखता है और बाद के माइक्रोसेकंड दालों के चयनात्मक अवशोषण के लिए पर्याप्त स्थिति प्रदान करता है।
चित्र 3 सूक्ष्म-स्तर छिद्र आकृति विज्ञान को दर्शाता है। 1 मिमी मोटे क्वार्ट्ज ग्लास में, लगभग 3.1 माइक्रोमीटर के व्यास वाले एक थ्रू-{5}छेद को संसाधित करने में केवल 20 माइक्रोसेकंड लगते हैं, जिसकी गहराई-{7-से-8}}व्यास अनुपात 322 तक होता है। साइड व्यू से पता चलता है कि चैनल सीधा और बिना टेपर के है, जिसमें चिकनी छेद वाली दीवारें हैं जो मलबे या माइक्रोक्रैक से मुक्त हैं, जो अत्यधिक उच्च प्रसंस्करण गुणवत्ता का प्रदर्शन करती हैं। माइक्रोसेकंड लेजर की पल्स चौड़ाई को समायोजित करके, छेद के व्यास को भी कुछ हद तक समायोजित किया जा सकता है।
चित्र 4 इस प्रौद्योगिकी की सार्वभौमिकता और औद्योगिक अनुप्रयोग क्षमता को दर्शाता है। क्वार्ट्ज ग्लास के अलावा, इस विधि को आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विभिन्न पारदर्शी सामग्रियों जैसे बोरोसिलिकेट ग्लास और सोडा {{2}लाइम ग्लास) पर भी सफलतापूर्वक लागू किया गया है। लेज़र को ठीक करके और उच्च गति से चलने वाले प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करके, प्रति सेकंड 1,000 छिद्रों की अति उच्च दक्षता प्राप्त करना संभव है, जो विश्वसनीय रूप से छिद्र सरणियों के माध्यम से हजारों समान उत्पादन करता है।
04 सारांश
इस लेख के शोध ने क्षणिक इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना प्रौद्योगिकी के माध्यम से लेजर प्रसंस्करण के क्षेत्र में एक नवीनता हासिल की है। 'इलेक्ट्रॉन उत्तेजना' और 'सामग्री निष्कासन' की दो भौतिक प्रक्रियाओं को चतुराई से अलग करके, और उन्हें पिकोसेकंड और माइक्रोसेकंड के दो अस्थायी रूप से समन्वित लेजर पल्स को सौंपकर, इसने पारंपरिक अल्ट्राफास्ट लेजर प्रसंस्करण में धीमी गति और कम ऊर्जा उपयोग की मूलभूत समस्याओं पर सफलतापूर्वक काबू पा लिया, जिससे ड्रिलिंग दक्षता दस लाख गुना बढ़ गई। यह तकनीक न केवल मिलीमीटर मोटी पारदर्शी सामग्रियों में छिद्रित निर्माण के माध्यम से अत्यंत तेज, उच्च गुणवत्ता और उच्च पहलू अनुपात को सक्षम बनाती है, बल्कि विभिन्न सामग्रियों में इसकी सार्वभौमिकता और बड़े पैमाने पर उत्पादन की अपार क्षमता को भी प्रदर्शित करती है। इस सफलता से सेमीकंडक्टर पैकेजिंग, बायोमेडिकल अनुप्रयोगों और अत्याधुनिक वैज्ञानिक अनुसंधान जैसे क्षेत्रों में गहरा प्रभाव पड़ने की उम्मीद है।
