లేజర్ "చెక్కడం" వజ్రం: కాంతితో కష్టతరమైన పదార్థాన్ని జయించడం
వజ్రంప్రకృతిలో అత్యంత కఠినమైన పదార్థం, కానీ ఇది కేవలం ఆభరణాలు మాత్రమే కాదు. ఈ పదార్థం రాగి కంటే ఐదు రెట్లు వేగవంతమైన ఉష్ణ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది, తీవ్రమైన వేడి మరియు రేడియేషన్‌ను తట్టుకోగలదు, కాంతిని ప్రసారం చేయగలదు, ఇన్సులేట్ చేయగలదు మరియు సెమీకండక్టర్‌గా కూడా మార్చబడుతుంది. అయితే, ఈ "సూపర్ పవర్స్" వజ్రాన్ని ప్రాసెస్ చేయడానికి "అత్యంత కష్టతరమైన" పదార్థంగా చేస్తాయి - సాంప్రదాయ సాధనాలు దానిని కత్తిరించలేవు లేదా పగుళ్లను వదిలివేయలేవు. లేజర్ టెక్నాలజీ రాక వరకు మానవులు ఈ "పదార్థాల రాజు"ని జయించడానికి ఒక కీని కనుగొన్నారు.
లేజర్ వజ్రాన్ని ఎందుకు "కత్తిరించగలదు"?
కాగితాన్ని మండించడానికి సూర్యరశ్మిని కేంద్రీకరించడానికి భూతద్దం ఉపయోగించడాన్ని ఊహించుకోండి. లేజర్ ప్రాసెసింగ్ వజ్రం యొక్క సూత్రం ఇలాంటిదే, కానీ మరింత ఖచ్చితమైనది. అధిక శక్తి గల లేజర్ పుంజం వజ్రాన్ని వికిరణం చేసినప్పుడు, సూక్ష్మదర్శిని "కార్బన్ అణువు రూపాంతరం" సంభవిస్తుంది:
1. వజ్రం గ్రాఫైట్‌గా మారుతుంది: లేజర్ శక్తి ఉపరితల వజ్ర నిర్మాణాన్ని (sp³) మృదువైన గ్రాఫైట్ (sp²)గా మారుస్తుంది, వజ్రం తక్షణమే పెన్సిల్ సీసంగా "క్షీణిస్తుంది".
2. గ్రాఫైట్ "ఆవిరైపోతుంది": గ్రాఫైట్ పొర అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉత్పతనం చెందుతుంది లేదా ఆక్సిజన్ ద్వారా చెక్కబడుతుంది, ఖచ్చితమైన ప్రాసెసింగ్ గుర్తులను వదిలివేస్తుంది. 3. కీలక పురోగతి: లోపాలు సిద్ధాంతపరంగా, పరిపూర్ణ వజ్రాన్ని అతినీలలోహిత లేజర్ (తరంగదైర్ఘ్యం <229 nm) ద్వారా మాత్రమే ప్రాసెస్ చేయవచ్చు, కానీ వాస్తవానికి, కృత్రిమ వజ్రాలు ఎల్లప్పుడూ చిన్న లోపాలను కలిగి ఉంటాయి (మలినాలను మరియు ధాన్యం సరిహద్దులు వంటివి). ఈ లోపాలు సాధారణ ఆకుపచ్చ కాంతి (532 nm) లేదా పరారుణ లేజర్ (1064 nm) శోషించబడటానికి అనుమతించే "రంధ్రాలు" లాంటివి. లోపాల పంపిణీని నియంత్రించడం ద్వారా వజ్రంపై ఒక నిర్దిష్ట నమూనాను చెక్కమని శాస్త్రవేత్తలు లేజర్‌ను "ఆదేశించవచ్చు".
లేజర్ రకం: “కొలిమి” నుండి “మంచు కత్తి”కి పరిణామం
లేజర్ ప్రాసెసింగ్ కంప్యూటర్ సంఖ్యా నియంత్రణ వ్యవస్థలు, అధునాతన ఆప్టికల్ వ్యవస్థలు మరియు అధిక-ఖచ్చితత్వం మరియు ఆటోమేటెడ్ వర్క్‌పీస్ పొజిషనింగ్‌లను కలిపి పరిశోధన మరియు ఉత్పత్తి ప్రాసెసింగ్ కేంద్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. డైమండ్ ప్రాసెసింగ్‌కు వర్తింపజేస్తే, ఇది సమర్థవంతమైన మరియు అధిక-ఖచ్చితత్వ ప్రాసెసింగ్‌ను సాధించగలదు.
1. మైక్రోసెకండ్ లేజర్ ప్రాసెసింగ్ మైక్రోసెకండ్ లేజర్ పల్స్ వెడల్పు వెడల్పుగా ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా కఠినమైన ప్రాసెసింగ్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది. మోడ్ లాకింగ్ టెక్నాలజీ ఆవిర్భావానికి ముందు, లేజర్ పల్స్‌లు ఎక్కువగా మైక్రోసెకండ్ మరియు నానోసెకండ్ పరిధిలో ఉండేవి. ప్రస్తుతం, మైక్రోసెకండ్ లేజర్‌లతో డైరెక్ట్ డైమండ్ ప్రాసెసింగ్‌పై కొన్ని నివేదికలు ఉన్నాయి మరియు వాటిలో ఎక్కువ భాగం బ్యాక్-ఎండ్ ప్రాసెసింగ్ అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌పై దృష్టి సారిస్తాయి.
2. నానోసెకండ్ లేజర్ ప్రాసెసింగ్ నానోసెకండ్ లేజర్‌లు ప్రస్తుతం పెద్ద మార్కెట్ వాటాను ఆక్రమించాయి మరియు మంచి స్థిరత్వం, తక్కువ ఖర్చు మరియు తక్కువ ప్రాసెసింగ్ సమయం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి. వీటిని ఎంటర్‌ప్రైజ్ ఉత్పత్తిలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. అయితే, నానోసెకండ్ లేజర్ అబ్లేషన్ ప్రక్రియ నమూనాకు ఉష్ణపరంగా విధ్వంసకరం, మరియు మాక్రోస్కోపిక్ అభివ్యక్తి ఏమిటంటే ప్రాసెసింగ్ పెద్ద ఉష్ణ-ప్రభావిత జోన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
3. పికోసెకండ్ లేజర్ ప్రాసెసింగ్ పికోసెకండ్ లేజర్ ప్రాసెసింగ్ నానోసెకండ్ లేజర్ థర్మల్ ఈక్విలిబ్రియం అబ్లేషన్ మరియు ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్ కోల్డ్ ప్రాసెసింగ్ మధ్య ఉంటుంది.పల్స్ వ్యవధి గణనీయంగా తగ్గుతుంది, ఇది వేడి-ప్రభావిత జోన్ వల్ల కలిగే నష్టాన్ని బాగా తగ్గిస్తుంది.
4. ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్ ప్రాసెసింగ్ అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ టెక్నాలజీ డైమండ్ ఫైన్ ప్రాసెసింగ్‌కు అవకాశాలను తెస్తుంది, అయితే ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్‌ల అధిక ధర మరియు నిర్వహణ వ్యయం ప్రాసెసింగ్ పద్ధతుల ప్రమోషన్‌ను పరిమితం చేస్తుంది. ప్రస్తుతం, సంబంధిత పరిశోధనలు చాలా వరకు ప్రయోగశాల దశలోనే ఉన్నాయి.
ముగింపు
"కత్తిరించలేకపోవడం" నుండి "ఇష్టానుసారంగా చెక్కడం" వరకు, లేజర్ టెక్నాలజీ చేసిందివజ్రం ఇకపై ప్రయోగశాలలో చిక్కుకున్న "కుండీ" కాదు. సాంకేతికత పునరుక్తితో, భవిష్యత్తులో మనం చూడవచ్చు: మొబైల్ ఫోన్‌లలో వేడిని వెదజల్లుతున్న డైమండ్ చిప్‌లు, సమాచారాన్ని నిల్వ చేయడానికి వజ్రాలను ఉపయోగించే క్వాంటం కంప్యూటర్‌లు మరియు మానవ శరీరంలో అమర్చబడిన డైమండ్ బయోసెన్సర్‌లు కూడా... కాంతి మరియు వజ్రాల ఈ నృత్యం మన జీవితాలను మారుస్తోంది.