लेसर "कोरीवकाम" हिरा: प्रकाशाने सर्वात कठीण पदार्थावर विजय मिळवणे
हिराहा निसर्गातील सर्वात कठीण पदार्थ आहे, पण तो फक्त दागिने नाही. या पदार्थाची थर्मल चालकता तांब्यापेक्षा पाचपट जास्त आहे, ती अति उष्णता आणि किरणोत्सर्ग सहन करू शकते, प्रकाश प्रसारित करू शकते, इन्सुलेट करू शकते आणि त्याचे अर्धवाहकात रूपांतर देखील होऊ शकते. तथापि, या "महाशक्ती"मुळे हिरा प्रक्रिया करण्यासाठी "सर्वात कठीण" पदार्थ बनतो - पारंपारिक साधने तो कापू शकत नाहीत किंवा भेगा सोडू शकत नाहीत. लेसर तंत्रज्ञानाच्या आगमनापर्यंत मानवांना अखेर या "सामग्रीच्या राजा" वर विजय मिळविण्याची गुरुकिल्ली सापडली नाही.
लेसर हिरा का "कापू" शकतो?
कागद पेटवण्यासाठी सूर्यप्रकाश केंद्रित करण्यासाठी भिंगाचा वापर करण्याची कल्पना करा. लेसर प्रोसेसिंग डायमंडचे तत्व समान आहे, परंतु अधिक अचूक आहे. जेव्हा उच्च-ऊर्जा लेसर बीम हिऱ्याचे विकिरण करते तेव्हा एक सूक्ष्म "कार्बन अणू रूपांतर" होते:
१. हिऱ्याचे ग्रेफाइटमध्ये रूपांतर: लेसर ऊर्जा पृष्ठभागाच्या हिऱ्याच्या रचनेला (sp³) मऊ ग्रेफाइटमध्ये (sp²) बदलते, जसे हिरा त्वरित पेन्सिल शिशात "अधोगती" करतो.
२. ग्रेफाइट "बाष्पीभवन" होते: ग्रेफाइट थर उच्च तापमानात उदात्तीकरण करतो किंवा ऑक्सिजनने कोरलेला असतो, ज्यामुळे अचूक प्रक्रिया खुणा राहतात. ३. महत्त्वाची प्रगती: दोष सिद्धांतानुसार, परिपूर्ण हिऱ्यावर फक्त अल्ट्राव्हायोलेट लेसर (तरंगलांबी <२२९ एनएम) द्वारे प्रक्रिया केली जाऊ शकते, परंतु प्रत्यक्षात, कृत्रिम हिऱ्यांमध्ये नेहमीच लहान दोष असतात (जसे की अशुद्धता आणि धान्य सीमा). हे दोष "छिद्र" सारखे असतात जे सामान्य हिरवा प्रकाश (५३२ एनएम) किंवा इन्फ्रारेड लेसर (१०६४ एनएम) शोषण्यास परवानगी देतात. शास्त्रज्ञ दोष वितरणाचे नियमन करून लेसरला हिऱ्यावर विशिष्ट नमुना कोरण्याची "आज्ञा" देखील देऊ शकतात.
लेसर प्रकार: "भट्टी" पासून "बर्फाच्या चाकू" पर्यंत उत्क्रांती
लेसर प्रक्रिया संगणक संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली, प्रगत ऑप्टिकल प्रणाली आणि उच्च-परिशुद्धता आणि स्वयंचलित वर्कपीस पोझिशनिंग एकत्रित करून संशोधन आणि उत्पादन प्रक्रिया केंद्र तयार करते. डायमंड प्रक्रियेवर लागू केल्यास, ते कार्यक्षम आणि उच्च-परिशुद्धता प्रक्रिया साध्य करू शकते.
१. मायक्रोसेकंद लेसर प्रक्रिया मायक्रोसेकंद लेसर पल्सची रुंदी विस्तृत असते आणि ती सहसा रफ प्रोसेसिंगसाठी योग्य असते. मोड लॉकिंग तंत्रज्ञानाच्या उदयापूर्वी, लेसर पल्स बहुतेक मायक्रोसेकंद आणि नॅनोसेकंद श्रेणीत होते. सध्या, मायक्रोसेकंद लेसरसह डायरेक्ट डायमंड प्रोसेसिंगबद्दल फार कमी अहवाल आहेत आणि त्यापैकी बहुतेक बॅक-एंड प्रोसेसिंग अॅप्लिकेशन फील्डवर लक्ष केंद्रित करतात.
२. नॅनोसेकंद लेसर प्रक्रिया नॅनोसेकंद लेसर सध्या मोठ्या बाजारपेठेत आहेत आणि त्यांचे फायदे चांगले स्थिरता, कमी खर्च आणि कमी प्रक्रिया वेळ आहेत. ते एंटरप्राइझ उत्पादनात मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. तथापि, नॅनोसेकंद लेसर अ‍ॅब्लेशन प्रक्रिया नमुन्यासाठी थर्मली विनाशकारी आहे आणि मॅक्रोस्कोपिक प्रकटीकरण असे आहे की प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात उष्णता-प्रभावित झोन तयार करते.
३. पिकोसेकंद लेसर प्रक्रिया पिकोसेकंद लेसर प्रक्रिया नॅनोसेकंद लेसर थर्मल इक्विलिझम अ‍ॅब्लेशन आणि फेमटोसेकंद लेसर कोल्ड प्रोसेसिंग दरम्यान असते. पल्स कालावधी लक्षणीयरीत्या कमी होतो, ज्यामुळे उष्णता-प्रभावित झोनमुळे होणारे नुकसान मोठ्या प्रमाणात कमी होते.
४. फेमटोसेकंद लेसर प्रक्रिया अल्ट्राफास्ट लेसर तंत्रज्ञानामुळे डायमंड फाइन प्रोसेसिंगसाठी संधी मिळतात, परंतु फेमटोसेकंद लेसरची उच्च किंमत आणि देखभाल खर्च प्रक्रिया पद्धतींच्या प्रचारावर मर्यादा घालतो. सध्या, बहुतेक संबंधित संशोधन प्रयोगशाळेच्या टप्प्यात आहे.
निष्कर्ष
"कापता येत नाही" ते "इच्छेनुसार कोरीवकाम" पर्यंत, लेसर तंत्रज्ञानानेहिरा आता प्रयोगशाळेत अडकलेला "फुलदाणी" राहिलेला नाही. तंत्रज्ञानाच्या पुनरावृत्तीसह, भविष्यात आपण पाहू शकतो: मोबाईल फोनमध्ये उष्णता नष्ट करणारे डायमंड चिप्स, माहिती साठवण्यासाठी हिऱ्यांचा वापर करणारे क्वांटम संगणक आणि मानवी शरीरात बसवलेले डायमंड बायोसेन्सर... प्रकाश आणि हिऱ्यांचे हे नृत्य आपले जीवन बदलत आहे.