E ui lava o le ultrafast lasers ua i ai mo le tele o tausaga, o talosaga tau alamanuia ua faatupulaia vave i le luasefulu tausaga talu ai. I le 2019, le tau maketi o ultrafastmea laserfa'agaioiga e tusa ma le US$460 miliona, fa'atasi ai ma le fa'atuputeleina fa'aletausaga fa'aletausaga e 13%. O vaega fa'aoga na fa'aogaina lelei ai le laser ultrafast e fa'agaoioia mea tau alamanuia e aofia ai le fa'aogaina o ata ma le toe fa'aleleia i totonu o le semiconductor industry fa'apea fo'i ma le fa'ama'iina o le silikoni, tipi tioata/tusia ma (indium tin oxide) aveese ata tifaga ITO i mea tau fa'atau e pei o telefoni fe'avea'i ma papa. , piston texturing mo le alamanuia tau taavale, gaosiga stent coronary ma masini microfluidic gaosiga mo le alamanuia faafomai.
01 Photomask gaosiga ma toe faʻaleleia i totonu o pisinisi semiconductor
Ultrafast lasers na faʻaaogaina i se tasi o uluai faʻaoga faʻapisinisi i le gaosiga o meafaitino. Na lipotia mai e le IBM le faʻaogaina o le faʻaogaina o le laser femtosecond i le gaosiga o ata i le 1990s. Pe a faatusatusa i le nanosecond laser ablation, lea e mafai ona maua ai le spatter uʻamea ma tioata faaleagaina, femtosecond leisa ufimata faʻaalia e leai se faʻamaʻi uʻamea, leai se faʻaleagaina tioata, ma isi mea lelei. O lenei metotia e faʻaaogaina e gaosia ai fesoʻotaʻiga tuʻufaʻatasia (ICs). O le faia o se IC chip atonu e manaʻomia ai le 30 masks ma tau> $100,000. Femtosecond laser gaioiga e mafai ona faʻagasolo laina ma togi i lalo ole 150nm.
Ata 1. Fausia ma toe fa'aleleia o Photomask
Ata 2. Fa'ai'uga fa'alelei o fa'ata'ita'iga ufimata 'ese'ese mo fa'ata'ita'iga mata'utia ultraviolet
02 Silicon tipi i le semiconductor alamanuia
Silicon wafer dicing o se faiga masani o gaosiga i totonu o le semiconductor alamanuia ma e masani ona faia i le fa'aogaina o masini. O nei uili tipi e masani ona tupu mai ni ta'i ma e faigata ona tipi manifinifi (fa'ata'ita'iga mafiafia <150 μm) fasipepa. O le tipiina leisa o fafie kasa ua faʻaaogaina i le semiconductor alamanuia mo le tele o tausaga, aemaise lava mo wafers manifinifi (100-200μm), ma e faia i le tele o laasaga: leisa grooving, sosoo ai ma le vavaeeseina o masini po o stealth tipi (ie infrared leisa beam i totonu. le scribing silicon) sosoo ai ma le tuueseeseina o lipine masini. O le nanosecond pulse laser e mafai ona fa'agaioia 15 wafers i le itula, ma le picosecond laser e mafai ona fa'agasolo 23 wafers i le itula, ma le maualuga maualuga.
03 Otioti tioata/tusitusi i totonu ole alamanuia tau eletise
Ua faasolo ina manifinifi lau pa'i ma matatioata puipui mo telefoni fe'avea'i ma komepiuta feavea'i ma o nisi foliga fa'atusa ua pi'o. O le mea lea e sili atu ai ona faigata le tipiina o masini masani. O leisa masani e masani ona maua ai le lelei o le tipi, aemaise lava pe a faʻapipiʻi nei faʻaaliga tioata 3-4 layers ma le pito i luga o le 700 μm mafiafia tioata puipui e faʻafefe, lea e mafai ona malepelepe i le faʻalavelave faʻapitonuʻu. Ultrafast lasers ua faʻaalia e mafai ona tipiina nei matatioata ma sili atu le malosi pito. Mo le tipiina o le laulau mafolafola tele, e mafai ona taulaʻi le laser femtosecond i le pito i tua o le laupepa tioata, valuina totonu o le tioata e aunoa ma le faaleagaina o le pito i luma. Ona mafai lea ona ta'e le tioata e fa'aoga ai le masini po'o le vevela i luga o le mamanu sikoa.
Ata 3. Picosecond ultrafast tioata laser tipi fa'apitoa
04 Piston textures i le fale gaosi oloa
O afi ta'avale mama e fai i alumini alumini, e le fa'alavalava e pei o le u'amea lafo. Ua maua su'esu'ega e mafai e femtosecond leisa fa'agaoioiga o mea'ai piston ta'avale ona fa'aitiitia fete'ena'iga e o'o atu i le 25% ona e mafai ona teu lelei otaota ma suau'u.
Ata 4. Femtosecond laser fa'aogaina pistons afi afi e fa'aleleia ai le fa'atinoga o afi
05 Fausia stent coronary i le alamanuia faafomai
E faitau miliona stent coronary ua totoina i totonu o alatoto o le tino ina ia tatala ai se ala mo le tafe atu o le toto i totonu o vaa ua faʻafefeteina, ma faasaoina ai le faitau miliona o ola i tausaga taʻitasi. E masani ona fai mai u'amea (fa'ata'ita'iga, u'amea u'amea, u'amea manatua foliga nickel-titanium, po'o fa'asolo talu ai nei o cobalt-chromium u'amea) uaea ma lona lautele e tusa ma le 100 μm. Pe a faʻatusatusa i le tipiina o le laser umi, o le lelei o le faʻaaogaina o lasers ultrafast e tipi faʻamau e maualuga le tipiina, sili atu le maeʻa, ma le itiiti ifo o otaota, e faʻaitiitia ai le tau o le gaosiga.
06 Microfluidic masini gaosi mo le alamanuia faafomai
Microfluidic masini e masani ona faʻaaogaina i falemaʻi faafomaʻi mo suʻega faʻamaʻi ma suʻesuʻega. O nei mea e masani ona gaosia e le micro-injection molding o vaega taʻitasi ona faʻapipiʻi lea i le faʻapipiʻiina poʻo le uelo. O le gaosiga o le laser ultrafast o masini microfluidic e maua ai le avanoa e gaosia ai 3D microchannels i totonu o mea manino e pei o tioata e aunoa ma le manaʻomia o fesoʻotaʻiga. O le tasi metotia o le ultrafast leisa faufale i totonu o se tioata tele soso'o ai ma susū kemikolo etching, ma le isi o le femtosecond leisa ablation i totonu o tioata po o le palasitika i le vai faamama e aveese otaota. O le isi auala o le fa'aogaina lea o ala masini i luga o le tioata ma fa'amaufa'ailogaina i se ufiufi tioata e ala i le femtosecond laser uelo.
Ata 6. Femtosecond fa'aosoina leisa fa'a'ave'esega filifilia e saunia ai auala microfluidic i totonu o mea tioata.
07 vili la'ititi ole pupuni tui
Femtosecond laser microhole machining ua suia le micro-EDM i le tele o kamupani i le maketi o le injectors maualuga ona o le sili atu ona fetuutuunai i le suia o faʻamatalaga puʻu tafe ma taimi pupuu masini. O le mafai ona pulea otometi le tulaga taula'i ma le fa'asolo o le la'au e ala i le fa'ata'ita'i muamua o le ulu ua ta'ita'ia ai le fa'ata'ita'iina o fa'amatalaga avanoa (fa'ata'ita'iga, pa'u, mumu, fa'atasi, fa'afeagai) lea e mafai ona fa'aolaina ai le fa'atosina po'o le ulu i totonu o le potu fa'avevela. O le taimi o le viliina e faʻalagolago i le voluma ablation, ma le mafiafia o le vili o le 0.2 - 0.5 mm ma le pu o le 0.12 - 0.25 mm, e faʻasefulu taimi sili atu le vave nai lo le micro-EDM. O le Microdrilling e faia i ni vaega se tolu, e aofia ai le fa'asalaina ma le fa'amae'aina o pu o pailate. Argon e faʻaaogaina e fai ma kesi fesoasoani e puipuia ai le pu mai le faʻamaʻiina ma puipuia ai le plasma mulimuli i le taimi muamua.
Ata 7. Femtosecond laser maualuga-sa'o le fa'agaoioiga o le fa'aliliu'ese'ese pu taper mo tui tiso afi.
08 Tulaga leisa e sili ona vave
I tausaga talu ai nei, ina ia faʻaleleia le saʻo o masini, faʻaitiitia mea faʻaleagaina, ma faʻateleina le gaioiga lelei, o le fanua o micromachining ua faasolosolo malie ona avea ma taulaiga o tagata suʻesuʻe. Ultrafast leisa ei ai tulaga lelei faagasologa eseese e pei o le faaleagaina maualalo ma maualuga saʻo, lea ua avea ma taulaiga o le faalauiloaina o le atinae o tekinolosi gaosi. I le taimi lava e tasi, e mafai e le laser ultrafast ona galue i luga o mea eseese, ma le faʻaleagaina o mea faʻaleagaina o le laser o se faʻatonuga suʻesuʻe tele. Ultrafast laser e faʻaaogaina e faʻamalo ai mea. Pe a maualuga atu le malosi o le laser nai lo le ablation threshold o mea, o le a faʻaalia i luga o le mea faʻapipiʻi se fausaga micro-nano ma ni uiga patino. O suʻesuʻega o loʻo faʻaalia ai o lenei Faʻatulagaga faʻapitoa o luga o se mea masani e tupu pe a faʻaogaina mea e gaosia ai leisa. O le sauniuniga o fausaga micro-nano i luga e mafai ona faʻaleleia ai meatotino o mea lava ia ma mafai ai foi ona faʻaleleia mea fou. O le mea lea e faia ai le tapenaga o fausaga micro-nano i luga o le ultrafast laser o se auala faʻapitoa ma le taua o le atinaʻe. I le taimi nei, mo mea uʻamea, suʻesuʻega i luga o le ultrafast laser surface texturing e mafai ona faʻaleleia atili le uʻamea i luga o le uʻamea, faʻaleleia le feteʻenaʻiga ma faʻaogaina meatotino, faʻaleleia le faʻapipiʻiina o le ufiufi, ma le faʻalauteleina o le faʻaogaina ma le pipii o sela.
Ata 8. Superhydrophobic meatotino o le laser-sauniuni luga silicon luga
I le avea ai o se tekinolosi faʻagasologa faʻasolosolo, o le gaosiga o le laser ultrafast o loʻo i ai uiga o le sone laʻititi e aʻafia i le vevela, faʻaogaina e le laina laina o fegalegaleaiga ma meafaitino, ma le gaioiga maualuga i tua atu o le faʻatapulaʻaina. E mafai ona iloa le tulaga maualuga ma le maualuga-saʻo micro-nano gaosiga o mea eseese. ma le tolu-dimensional micro-nano fausaga fausaga. O le ausiaina o le gaosiga o le laser o mea faʻapitoa, fausaga faʻapitoa ma masini faʻapitoa e tatalaina ai auala fou mo le gaosiga o micro-nano. I le taimi nei, femtosecond leisa ua faʻaaogaina lautele i le tele o matata faʻasaienisi pito sili ona mataʻutia: e mafai ona faʻaaogaina leisa femtosecond e saunia ai masini faʻapitoa eseese, e pei o microlens arrays, mata tuʻufaʻatasia bionic, faʻataʻitaʻiga faʻafefe ma metasurfaces; faʻaaogaina lona maualuga maualuga, maualuga faʻaiʻuga ma Faʻatasi ai ma le tolu-dimensional gaioiga gafatia, femtosecond laser e mafai ona saunia pe tuʻufaʻatasia microfluidic ma optofluidic meataalo e pei o microheater vaega ma tolu-dimensional auala microfluidic; e le gata i lea, e mafai foi e leisa femtosecond ona saunia ituaiga eseese o micro-nanostructures luga e ausia ai le anti-manatunatu, anti-mafaufauga, super-hydrophobic, anti-icing ma isi galuega; e le gata i lena, femtosecond leisa ua faʻaaogaina foi i le fanua o biomedicine, faʻaalia tulaga mataʻina faatinoga i fanua e pei o biological micro-stents, cell aganuu substrates ma biological microscopic imaging. Avanoa avanoa mo talosaga. I le taimi nei, o loʻo faʻalauteleina le faʻaogaina o le femtosecond laser processing i lea tausaga ma lea tausaga. I le faaopoopo atu i le micro-optics o loʻo taʻua i luga, microfluidics, multi-functional micro-nanostructures ma biomedical engineering applications, e tele foi sona sao i nisi o faʻalapotopotoga faʻalauiloa, e pei o le metasurface sauniuni. , gaosiga micro-nano ma le tele-dimensional optical information storage, etc.
Taimi meli: Apr-17-2024
