Алмоси "кандакорӣ"-и лазерӣ: забт кардани сахттарин мавод бо нур
Алмоссахттарин модда дар табиат аст, аммо он танҳо ҷавоҳирот нест. Ин мавод панҷ маротиба тезтар аз мис гузаронандагии гармӣ дорад, метавонад ба гармӣ ва радиатсияи шадид тоб оварад, метавонад рӯшноиро интиқол диҳад, изолятсия кунад ва ҳатто метавонад ба нимноқил табдил ёбад. Аммо, маҳз ҳамин "қудратҳои бузург" алмосро ба "душвортарин" маводи коркард табдил медиҳанд - асбобҳои анъанавӣ ё онро бурида наметавонанд ё тарқишҳо намегузоранд. Танҳо пас аз пайдоиши технологияи лазерӣ, одамон ниҳоят калиди забт кардани ин "подшоҳи мавод"-ро пайдо карданд.
Чаро алмосро бо лазер "буридан" мумкин аст?
Тасаввур кунед, ки шумо аз шишаи калонкунанда барои фокус кардани нури офтоб барои афрӯхтани коғаз истифода мебаред. Принсипи коркарди алмос бо лазер монанд аст, аммо дақиқтар. Вақте ки нури лазерии баландэнергия алмосро нур медиҳад, "метаморфози атоми карбон"-и микроскопӣ ба амал меояд:
1. Алмос ба графит табдил меёбад: Энергияи лазер сохтори алмоси сатҳиро (sp³) ба графити нармтар (sp²) табдил медиҳад, ҳамон тавре ки алмос фавран ба нӯги қалам "таназзул" мекунад.
2. Графит «бухор мешавад»: қабати графит дар ҳарорати баланд сублиматсия мешавад ё аз ҷониби оксиген кандакорӣ карда мешавад ва нишонаҳои дақиқи коркардро боқӣ мегузорад. 3. Пешрафти калидӣ: нуқсонҳо Дар назария, алмоси комилро танҳо бо лазери ултрабунафш (дарозии мавҷ <229 нм) коркард кардан мумкин аст, аммо дар асл, алмосҳои сунъӣ ҳамеша нуқсонҳои хурд доранд (масалан, ифлосӣ ва ҳудудҳои дона). Ин нуқсонҳо ба монанди «сӯрохиҳо» мебошанд, ки имкон медиҳанд, ки нури сабзи оддӣ (532 нм) ё лазери инфрасурх (1064 нм) ҷаббида шаванд. Олимон ҳатто метавонанд ба лазер «фармон» диҳанд, ки бо танзими тақсимоти нуқсонҳо дар алмос нақши мушаххасе кандакорӣ кунад.
Навъи лазер: Таҳаввул аз "танӯр" то "корди ях"
Коркарди лазерӣ системаҳои идоракунии рақамии компютерӣ, системаҳои пешрафтаи оптикӣ ва ҷойгиркунии дақиқ ва автоматии қисмҳои корӣ барои ташкили маркази коркарди тадқиқотӣ ва истеҳсолӣ муттаҳид мекунад. Дар коркарди алмос истифода бурда, он метавонад коркарди самаранок ва дақиқи баландро ба даст орад.
1. Коркарди лазерии микросония Паҳнои импулси лазерии микросония васеъ буда, одатан барои коркарди ноҳамвор мувофиқ аст. Пеш аз пайдоиши технологияи қулфкунии режим, импулсҳои лазерӣ асосан дар диапазони микросония ва наносония буданд. Дар айни замон, гузоришҳо дар бораи коркарди мустақими алмос бо лазерҳои микросония каманд ва аксари онҳо ба соҳаи татбиқи коркарди қафо нигаронида шудаанд.
2. Коркарди лазерии наносония Лазерҳои наносония айни замон саҳми калони бозорро ишғол мекунанд ва бартариҳои устувории хуб, арзиши паст ва вақти кӯтоҳи коркардро доранд. Онҳо дар истеҳсолоти корхонаҳо ба таври васеъ истифода мешаванд. Аммо, раванди аблятсияи лазерии наносония барои намуна аз ҷиҳати гармӣ харобкунанда аст ва зуҳуроти макроскопӣ дар он аст, ки коркард минтақаи калони аз гармӣ таъсирпазирро ба вуҷуд меорад.
3. Коркарди лазерии пикосония Коркарди лазерии пикосония байни аблятсияи мувозинати гармии лазерии наносония ва коркарди хунуки лазерии фемтосония сурат мегирад. Давомнокии импулс ба таври назаррас кам мешавад, ки зарари минтақаи аз гармӣ зарардидаро хеле кам мекунад.
4. Коркарди лазерии фемтосония Технологияи лазерии ултрасуръат имкониятҳоро барои коркарди нозуки алмос фароҳам меорад, аммо арзиши баланд ва хароҷоти нигоҳдории лазерҳои фемтосония таблиғи усулҳои коркардро маҳдуд мекунад. Дар айни замон, аксари таҳқиқоти марбут ба ин масъала дар марҳилаи лабораторӣ боқӣ мемонанд.
Хулоса
Аз «қодир набудан ба буридан» то «кандакорӣ бо хоҳиши худ», технологияи лазерӣ...алмос дигар "гулдон"-е нест, ки дар лаборатория банд бошад. Бо такрори технология, дар оянда мо метавонем бубинем: чипҳои алмосӣ, ки гармиро дар телефонҳои мобилӣ пароканда мекунанд, компютерҳои квантӣ, ки аз алмосҳо барои нигоҳдории маълумот истифода мебаранд ва ҳатто биосенсорҳои алмосӣ, ки дар бадани инсон ҷойгир карда шудаанд... Ин рақси рӯшноӣ ва алмосҳо ҳаёти моро тағйир медиҳад.