Пикосекунддук деңгээлдеги лазердик белгилөөчү машиналар чөйрөсүндө тактык жабдуулардын иштешине баа берүүнүн негизги көрсөткүчү болуп саналат. база, лазер системасы жана так компоненттери үчүн негизги алып жүрүүчү катары, анын материалдык түздөн-түз иштетүү тактыгынын туруктуулугуна таасир этет. Гранит жана чоюн, эки негизги базалык материал катары, пикосекунда-деңгээлдеги ультра майда иштетүүдө тактык басаңдатуу мүнөздөмөлөрүндө олуттуу айырмачылыктарга ээ. Бул макалада жабдууларды модернизациялоонун илимий негизин камсыз кылуу үчүн экөөнүн иштешинин артыкчылыктары жана кемчиликтери терең талданат. |
Материалдык касиеттери тактыктын негизин аныктайт
Гранит - бул жүздөгөн миллион жылдар бою геологиялык процесстер аркылуу пайда болгон магмалык тоо. Анын ички кристалл түзүлүшү тыгыз жана бирдей, сызыктуу кеңейүү коэффициенти 0,5-8 ×10⁻⁶/℃ сыяктуу төмөн, индий болоту сыяктуу так эритмелер менен салыштырууга болот. Бул өзгөчөлүк айлана-чөйрөнүн температурасы өзгөрүп турганда анын өлчөмдүү өзгөрүшүн дээрлик жокко чыгарат, оптикалык жолдун жылышынан жана жылуулук кеңейүү жана жыйрылышынан келип чыккан механикалык каталардан эффективдүү качат. Мындан тышкары, граниттин тыгыздыгы 2,6-2,8 г / см³ сыяктуу жогору, ал табигый түрдө титирөөнүн эң сонун жутуу жөндөмүнө ээ. Ал оптикалык системанын жана кыймылдуу бөлүктөрдүн туруктуулугун камсыз кылуу менен лазердик иштетүүдө пайда болгон жогорку жыштыктагы термелүүнү тез басаңдата алат. |
Чоюндан жасалган базалар куюунун эң сонун көрсөткүчтөрүнөн жана чыгымдуу артыкчылыктарынан улам кеңири колдонулат. Боз чоюндун типтүү үлүштүү графит структурасы ага титирөө энергиясынын болжол менен 30% дан 50% га чейин сиңире турган белгилүү бир демпфликтүүлүгүн берет. Бирок, чоюндун термикалык кеңейүү коэффициенти болжол менен 10-12 ×10⁻⁶/℃, бул граниттен 2-3 эсе көп. Узак мөөнөттүү үзгүлтүксүз иштетүүдө пайда болгон жылуулуктун топтолушу астында өлчөмдүү деформация пайда болот. Ошол эле учурда, чоюндун ичинде куюу стресс бар. Стресс колдонуу процессинде бошотулгандыктан, ал негиздин тегиздигинде жана перпендикулярдыгында кайтарылгыс өзгөрүүлөргө алып келиши мүмкүн. |
Пикосекунддук деңгээлдеги иштетүүдө тактык басаңдатуу механизми
Пикосекунддук лазердик иштетүү, анын ультра кыска импульстук мүнөздөмөлөрү менен суб-микрон деңгээлинде же ал тургай нанометр деңгээлинде жакшы иштетүүгө жетише алат, бирок ал ошондой эле жабдуулардын туруктуулугуна катуу талаптарды коёт. Гранит базасы, анын туруктуу ички түзүлүшү менен, лазердик фокустун жайгашуу тактыгын эффективдүү сактап, жогорку жыштыктагы лазердин таасири астында суб-микрон деңгээлинде титирөө реакциясын көзөмөлдөй алат. өлчөнгөн маалыматтар гранит базасы менен лазер маркалоо машина дагы үзгүлтүксүз 8 сааттык пикосекунд иштетүү кийин ± 0.5μm чегинде сызык туурасы четтөө сактап экенин көрсөтүп турат. |
Чоюн негизи пикосекунддук лазердин жогорку жыштыктагы титирөөсүнө дуушар болгондо, ички дан түзүмү үзгүлтүксүз таасирден улам микроскопиялык чарчоого дуушар болот, натыйжада негиздин катуулугу төмөндөйт. Белгилүү бир жарым өткөргүч өндүрүүчү ишкананын мониторингинин маалыматтары көрсөткөндөй, алты ай иштегенден кийин, чоюн негиздери бар жабдуулардын иштетүү тактыгынын начарлашы 12%ке жетет, бул негизинен сызыктардын четтеринин бүдүрлүүлүгүнүн көбөйүшү жана жайгаштыруу каталарынын кеңейиши катары көрүнөт. Ошол эле учурда, чоюн экологиялык нымдуулук салыштырмалуу сезгич болуп саналат. Узак мөөнөттүү пайдалануу тактыктын начарлашын дагы тездетип, дат басып калат. |
Практикалык колдонмолордо аткаруу айырмачылыктарын текшерүү
3C электрондук тактык тетиктерин кайра иштетүү тармагында белгилүү ишкана эки түрдөгү материалдык базанын жабдууларынын көрсөткүчтөрү боюнча салыштырма сыноо өткөрдү. Экспериментте бирдей конфигурациядагы эки пикосекунддук лазердик маркалоочу машина гранит жана чоюн негиздер менен жабдылган, туурасы 0,1 мм болгон уюлдук телефондун экрандарынын айнегин кесип жана белгилөө үчүн. Үзгүлтүксүз иштетүү 200 сааттан кийин, гранит базалык жабдууларды иштетүү тактыгын сактоо чен 98,7%, ал эми чоюн базалык жабдууларды гана 86,3% түздү. Акыркысы иштеткен айнектин четтери тиштин ачык-айкын кемчиликтерин көрсөттү. |
Аэрокосмостук компоненттерди өндүрүүдө, белгилүү бир илимий-изилдөө институтунун узак мөөнөттүү мониторинг маалыматтары айырмачылыктарды көбүрөөк интуитивдик түрдө чагылдырат: гранит базасы бар лазердик белгилөөчү машина беш жылдык кызмат мөөнөтү ичинде 3μm дан кем эмес кумулятивдүү тактык солгундоосуна ээ; Бирок, үч жылдан кийин, базанын деформациясынан келип чыккан чоюн базалык жабдууларды иштетүү катасы ± 10μm процесс стандартынан ашып кетти жана жалпы машинанын тактыгын калибрлөө жүргүзүлүшү керек. |
чечимдерди жакшыртуу боюнча сунуштар
Эгерде ишканалар жогорку тактыктагы жана узак циклдеги туруктуу иштетүүнү негизги талаптары катары кабыл алышса, айрыкча жарым өткөргүч микросхемалар жана так оптикалык компоненттер сыяктуу тармактарда, гранит негиздери, алардын эң сонун жылуулук туруктуулугу жана титирөө каршылыгы, идеалдуу жаңыртуу тандоосу болуп саналат. Анын баштапкы сатып алуу баасы чоюнга караганда 30% дан 50% га чейин жогору болсо да, толук өмүр циклинин наркынын көз карашынан алганда, так калибрлөөнүн жыштыгын кыскартуу жана техникалык тейлөө үчүн жабдуулардын токтоп турушу жалпы пайданы олуттуу түрдө жогорулатат. Салыштырмалуу төмөн иштетүү тактык талаптары жана чектелген бюджеттери бар колдонуу сценарийлери үчүн, чоюн базалары дагы эле колдонуу чөйрөсүн акылга сыярлык көзөмөлдөө шартында өткөөл чечим катары колдонулушу мүмкүн. |
Пикосекунддук деңгээлдеги иштетүүдө граниттин жана чоюндун так алсыздануу мүнөздөмөлөрүн системалуу түрдө салыштыруу менен, тийиштүү базалык материалды тандоо лазердик белгилөөчү машинанын иштетүү тактыгын жана ишенимдүүлүгүн жогорулатуунун негизги кадамы экенин көрүүгө болот. Ишканалар ездерунун технологиялык талаптарын жана чыгымдарды эске алуу менен, жогорку сапаттагы өндүрүш үчүн жабдуулардын бекем негизин камсыз кылуу үчүн базаны жаңылоо планы боюнча илимий чечимдерди кабыл алышы керек. |
Посттун убактысы: 22-май-2025