Рефераты по Физике

Применение лазера

Страница 14

Микрообработка печатных плат

Миниатюризация одних только микросхем не способна обеспечить уменьшения размеров приборов, поскольку каждая микросхема и микропроцессор имеет соответствующие внешние электрические цепи, обычно расположенные на печатных платах. Только радикальное уменьшение размеров печатных плат и плотности упаковки элементов в них позволило создать такие устройства, как, например, мобильный телефон. Обработка печатных плат включает в себя, как правило, сверление микроотверстий (30-70 мкм в диаметре), селективное удаление проводящего слоя на определенных поверхностях, микроподстройку резисторов и конденсаторов путем селективного удаления рабочего вещества. Для этих целей идеальными являются импульсные лазеры ультрафиолетового диапазона (на третьей и четвертой гармониках Nd:YAG) с хорошим модовым качеством луча. Высокая пиковая мощность позволяет эффективно удалять вещество, а малая длина волны - фокусировать излучение в пятно малых размеров. Более экономичным решением, когда не требуется экстремально малых размеров деталей являются зеленые импульсные лазеры (вторая гармоника Nd:YAG) Микрообработка печатных плат

Тестирование интерферометрической оптики

Импульсные ультрафиолетовые лазеры высокой мощности используются во многих областях, связанных с обработкой материалов. Некоторые из этих областей, такие как фотолитография в производстве микросхем, требуют очень высоких энергий импульса и бездефектной, мало поглощающей ультрафиолетовой оптики, изготовленной с предельно малыми допусками и отклонениями. К сожалению, такую оптику крайне сложно тестировать с помощью импульсных лазеров. Ионный лазер Innova 300 FreD является источником маломощного непрерывного УФ излучения, который может без повреждений тестировать эти компоненты, до того, как они подвергнутся мощным импульсам излучения. Линия 248 нм в излучении FreD соответствует рабочей линии эксимерного лазера на KrF. Линия 266 нм в излучении твердотельного лазера Azure соответствует четвертой гармонике импульсного Nd:YAG лазера.

Запись и хранение оптической информации

Наблюдается большая активность в области разработки методов записи и хранения оптической информации. Различные исследовательские группы во всем мире разрабатывают новые материалы для записи, в то время как многие компьютерные компании исследуют методы увеличения емкости подобных систем. Многие типы оптических дисков используют диодные лазеры на 780 нм. Эти диоды компактны, надежны и недороги, но они накладывают ограничение на плотность записи информации из-за ограничений на минимальный размер пятна фокусировки (Примечание: многие другие факторы также влияют на объем памяти).

Переход к лазерам видимого диапазона мог бы преодолеть это ограничение. Твердотельные лазеры обеспечивают требуемое качество луча, но их текущий размер и стоимость не удовлетворяют требованиям рынка настольных компьютеров

Накачка титан-сапфира

Хотя использование лазеров для накачки титаната сапфира не является самостоятельной задачей, а всего лишь одним из промежуточных этапов в создании источников излучения, этот этап настолько критичен, что мы выделили его в специальный раздел.

Кристалл титан-сапфира обладает огромной шириной полосы усиления, примерно от 700 до 1000 нм, что обуславливает его выбор в качестве рабочей среды для перестраиваемых лазеров и лазеров с синхронизацией мод (ультрабыстрых) . Поскольку лазерное излучение в таких источниках - процесс по своей сути нелинейный, оно крайне чувствительно ко всем видам шумов и нестабильностей излучения накачки, как в отношении мощности, так и в отношении пространственного распределения. Поэтому идеальными для данного применения являются твердотельные лазеры с их врожденной стабильностью, в особенности одночастотный лазер Verdi, которому принадлежит рекордно низкий уровень шумов при мощностях до 18 Вт. Накачка лазером Verdi является одной из причин высокой стабильности титан-сапфировых лазеров фирмы Coherent и их надежной работы во всей полосе перестройки. Для импульсной накачки титан-сапфира отлично зарекомендовал себя Nd:YLF лазер Evolution

Обработка материалов

Способность лазера концентрировать излучение высокой мощности в пятне малого размера делает его хорошим инструментом для обработки практически любых материалов. Разные способы обработки предъявляют разные требования к свойствам лазерного излучения - некоторые требуют высокой средней мощности (резка и сварка металлов), некоторые - малой длины волны (микролитография), некоторые - малой длительности импульса при высокой пиковой мощности (гравировка и маркировка).На этой странице приводится краткий обзор основных способов обработки материалов, с указанием типов лазеров, оптимальных для каждого случая.

Лазерная маркировка и гравировка

Существует два основных типа лазерной маркировки материалов: матричная и векторная. В первом случае используется излучение нескольких лазеров (или одного, но разделенное на несколько лучей) для формирования точечного изображения по одной оси. Развертка вдоль другой оси обеспечивается поступательным движением обрабатываемого материала. Этот способ позволяет достичь высокой скорости обработки, но за счет невысокого качества изображения. Он постепенно вытесняется векторной маркировкой - когда используется только один лазер, луч которого отклоняется системой зеркал на гальвоподвеске. Этот способ позволяет достичь высочайшего качества изображения.

Для целей маркировки и гравировки в основном используются два типа лазеров - CO2 и твердотельные, каждый из которых обладает своими специфическими преимуществами: СО2 лазеры существенно дешевле и идеально подходит для маркировки упаковок пищи, лекарств, баночных напитков, тканей и кожи, но также и некоторых электронных компонентов. Твердотельные лазеры обладают гораздо меньшим пятном фокусировки, что позволяет использовать их для нанесения надписей микрошрифтом для защиты от подделки разного рода идентификационных и банковских карт. Малая длительность импульса делает их хорошим инструментом для маркировки стекла (как поверхностной, так и внутренней). Короткая длина волны позволяет использовать ультрафиолетовые лазеры для холодной маркировки пластиков - при этом изображение возникает за счет фотохимической реакции, без термического повреждения поверхности, что существенно для ряда приложений.

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18