صفحه اصلی
رونمایی از لیزر فیبری فمتوثانیه پر انرژی 1040 نانومتر مورد استفاده در سیستم میکروماشین کاری دقیق
  • 667 بازدید

اولین نمونه تجاری لیزر فیبری فمتوثانیه با نام تجاری Rubina-Fs-1040-5، با مشخصات طول موج 1040 نانومتر، طول پالس کمتر از 450 فمتوثانیه، نرخ تکرار قابل تنظیم 100 کیلوهرتز تا یک مگاهرتز ، بیشینه انرژی پالس 5 میکروژول و بیشینه توان متوسط 5 وات در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی ساخته و رونمایی شد.

این دستگاه لیزری به منظور انجام میکروماشین‌کاری دقیق روی سطح و داخل مواد ساخته شده است. میکروماشین‌کاری با لیزرهای فمتوثانیه دارای کاربردهای گسترده‌‌ای در صنایع هواپیمایی (هوا فضا)، صنایع پزشکی و دارویی و... است. خصوصاً ماشین‌کاری مستقیم بدون نیاز به ماسک و تجهیزات مربوطه گران قیمت و در مواد چند لایه‌ای روی یک لایه‌ای خاص بدون اثر گذاشتن روی لایه‌های دیگر با استفاده از لیزرهای فمتوثانیه امکان پذیر است. همچنین امکان ماشین‌کاری مستقیم داخل حجم ماده شفاف را فراهم می‌سازد که توسط هیچ روش ماشین‌کاری متداول دیگری امکان‌پذیر نیست.

شکل زیر تصاویری از این سیستم را نشان می دهد:


​​​​​​​

از میان کاربردهای میکروماشین‌کاری توسط لیزرهای فمتوثانیه می‌توان به سوراخکاری و برشکاری فوق دقیق فلزات، سوراخکاری نازل‌های تزریق دیزلی، ماشین کاری حفره‌های خنک‌ساز پره‌های توربین نیروگاهی و هواپیما، ساخت ژیروسکوپهای مجتمع نوری (IOG) با دقت مورد نیاز برای کاربردهای ناوبری، ماشین‌کاری مواد منفجره، برش و جداسازی چیپ‌های سیلیکونی، جوشکاری میکرونی مواد، ساخت دستگاههای میکرونی بیوپزشکی نظیر ساخت استنت‌های قلبی پلیمری، Lab on chips ، بیوسنسورها و دستگاه‌های میکروفلوئیدیک برای انواع کاربردهای پزشکی و بیولوزیکی، ساخت میکروساختارها روی سطوح برای افزایش جذب مواد سلیکونی و افزایش بازده آشکارسازها و سلولهای خورشیدی، ایجاد ساختارسازی میکرونی روی سطح فلزات برای کاهش بازتاب و تبدیل آنها به مواد جاذب و نیز افزایش اصطکاک سطوح، سوراخکاری و میکروماشین‌کاری انواع میکروپمپ‌ها، میکروسنسورها و میکروراکتورهای شیمیایی جهت افزایش بازده و عملکردشان، ساخت سوزن‌های جراحی، جراحی ریز سلولی، جراحی چشم و غیره اشاره کرد.

روشهای ماشین‌کاری متداول محدودیت‌های بسیاری برای هندسه‌های سه بعدی و مواد مختلف دارند. در حالیکه سیستم‌های میکروماشین‌کاری با لیزرهای فمتوثانیه بدون هیچ محدودیتی روی هندسه و بدون نیاز به تولید ماسک و تجهیزات مربوطه بطور مستقیم و طی فرایند یک مرحله‌ای می‌توانند برای میکروماشین کاری با هندسه دلخواه مورد استفاده قرار گیرند.

 از مزیت دیگر آنها ايجاد ساختارهاي سه بعدی داخل حجم مواد شفاف است که امکان ساخت دستگاه‌هاي پيچيدهتر و متنوع‌تر را مي‌دهد. از آنجا که تغييرات ضريب شکست با استفاده از لیزرهای فمتوثانیه ميتواند در هر نقطه‌اي داخل مواد زير لايه با عمق مشخص (100 ميکرون تا 1 ميليمتر) از سطح انجام شود، اين تکنيک ميتواند ساختارهاي کوپلر، مدولاتور و پرتوشکاف سه بعدي را ايجاد کند. اين در حاليست که در روشهاي ساخت موجبری متداول تنها امکان ساخت کانال‌های سطحی دوبعدی توسط فرايندهاي چند مرحله اي بسيار پيچيده تر و با کاربردهاي محدودتر وجود دارد. مشخصات این لیزر به خوبی با مشخصات نمونه محصول مشابه خارجی رقابت می کند و  طبق دانش ما سیستم لیزری فمتوثانیه ساخته شده با این مشخصات، اولین نمونه محصول تجاری ساخت ایران است. در صورت حمایت مالی بیشتر و تامین بودجه مورد نیاز امکان ساخت دستگاه‌های لیزر فیبری فمتوثانیه با انرژی و توان متوسط بالاتر و در نتیجه گسترش حوزه کاربردی آنها نیز وجود دارد.

​​​​​​​

افزودن نظرات