Kender du den industrielle anvendelse af DPSS-lasere? (Del 3)

DPSS solid-state lasereer et højtydende laserprodukt, en ny generation af solid-state laser med lang levetid, lavt strømforbrug, høj stabilitet, højt signal-til-støj-forhold, høj strålekvalitet, og kan miniaturiseres og andre fordele.

5. Kvanteteknologi

Det nye felt af kvanteteknologi lover betydelige udviklinger inden for forskellige områder, herunder metrologi, cybersikkerhed og computing. Der er allerede mange organisationer, der er afhængige af atomure til at foretage de mest nøjagtige tidsmålinger, og der er en massiv bevægelse for at bringe kvantegravimetre fra laboratoriet til marken for at overvåge strømmen af ​​magma i iskapper og vulkaner. Olieefterforskningsselskaber har fundet en lækage inde i tusindvis af kilometer af rørledninger, der løber under havet, for dyrt for industrien. GPS bruges nu hver dag i biler, mobiltelefoner eller på det seneste i iot smarte enheder. Men hvad sker der, hvis du går ind i en lang tunnel, eller vil grave dybt under jorden? Den nuværende teknologi mangler den nøjagtighed, der er nødvendig for at hjælpe dig med at navigere i denne situation, men "Positionering, Navigation og Timing" (forkortet PNT) er en af ​​nøgleteknologierne, der udvikles i takt med, at kvanteteknologisk forskning skrider frem.

Kvanteteknologi fokuserer på at bruge præcise og stabile partikler eller atomer, og forståelsen af ​​disse atomers egenskaber hjælper os med at forbedre nøjagtigheden af ​​vores målinger af tid og rum. For at kunne interagere med disse atomer skal de først bremses eller "køles" for at undersøge dem mere grundigt. Til afkøling af atomer og undersøgelse af dem bruges meget kohærent lys, såsom diodepumpede solid-state (DPSS) lasere. I kvanteapplikationer gælder det, at jo smallere laserens linjebredde er, jo bedre forventes signalet fra atomet. Det er også vigtigt at vælge den bølgelængde, der er forbundet med det atom, der skal fanges. Med udviklingen og miniaturiseringen af ​​et optisk punktur kan GPS-nøjagtighed under millimeterniveauet opnås. På grund af disse enheders præcision forventes de også at være selvbærende uden behov for kontinuerlig satellitkommunikation. Kvantesensorer er en anden gren af ​​QT-applikationer, der har potentialet til at forbedre nuværende tyngdekraft- og magnetometriapplikationer, som begge kan bruges til at sondere underjordiske strukturer eller endda finde genstande i det dybe hav.

6. Fluorescens

Fotoluminescens er en generel betegnelse, der dækker både fluorescens og phosphorescens. I strengeste forstand er fluorescens lys, der udsendes fra excitationen til en af ​​singlet-tilstandene i materialet - sædvanligvis meget hurtig emission efter excitation - mens phosphorescens er lys, der udsendes fra triplet-tilstanden - hvilket resulterer i langsommere og mere forsinket lysemission.

Fotoluminescens er en form for luminescens - udsendelse af lys fra et materiale forårsaget af absorberende energi - som igen absorberer lysenergi, hvilket får materialet til at udsende ved forskellige bølgelængder.

Disse termer bruges normalt ikke på denne specifikke måde, og generelt kan fluorescens opfattes som en hurtig luminescensproces efter excitation, sædvanligvis på eller under nanosekundniveauet, i modsætning til langsommere fosforescens, som normalt betragtes som på eller over mikrosekundniveauet . Mens bredbåndslyskilder kan producere meget fotoluminescens, kræver mange applikationer hyperspektral og rumlig præcision, såsom konfokal mikroskopi, krystaldefektinspektion eller dynamiske blandinger af fluorescerende farvestoffer og fluoroforer.

Mange applikationer kombinerer fluorescens med andre målinger, såsom Raman, hvor begge teknikkers evne til at bruge den samme excitationskilde forenkler integrationen og analysen af ​​data. Et typisk eksempel er solcellefremstilling og forskning, hvor to teknikker bruges til at analysere stærkt strukturerede overflader - for eksempel fluorescens for at kontrollere iboende egenskaber såsom bærerens levetid eller effektivitet, og Raman-mikroskopi til at bestemme ensartetheden af ​​træk.

7. Optisk pincet

Også kendt som optisk manipulation eller optisk indfangning, optisk pincet er en teknik, der tillader brugen af ​​højt fokuserede lasere til at fange og flytte små partikler. Når laseren er fokuseret på partiklen, gennemgår den en ændring i brydningsindekset og ændrer lidt sin bevægelsesretning, idet den bevæger sig langs en gradient af elektrisk feltstyrke. Dette udøver den modsatte kraft på partiklen, og hvis partiklen er mindre end selve strålen, får den den til at blive "fanget" i midten af ​​stråletaljen, hvor den elektriske feltstyrke er størst.

Dette har vist sig at være et meget nyttigt værktøj på mange områder. Alt fra individuelle atomer til tilpassede små maskiner og biologiske celler bliver manipuleret ved hjælp af denne teknologi. De fleste biologiske prøver er ikke beskadiget af NIR-stråling (f.eks. 1064 nm). Som et resultat kan videnskabsmænd nu nemt isolere individuelle bakterier og vira til undersøgelse uden mekanisk indblanding med dem. Nøglen til denne teknologi er at opnå et "fast greb" på partiklerne, er fremragende kraft og pegestabilitet, samt fremragende strålerundhed og lav støj.

8. Fotoætsning

Litografi er overførsel af et designet mønster til en flad overflade, enten direkte eller gennem et mellemliggende medium - eksklusive overfladeområder, hvor mønsteret ikke er nødvendigt. I fotomaskelitografi er designet mønstret på substratet, og en laser bruges til at eksponere mønsteret, så det aflejrede materiale kan ætses væk som forberedelse til yderligere behandling. Denne litografimetode er meget udbredt til masseproduktion af halvlederchips.

Evnen til at projicere skarpe billeder af små funktioner på chippen er begrænset af bølgelængden af ​​det anvendte lys. Nuværende avancerede litografiværktøjer bruger dybt ultraviolet (DUV) lys, og disse bølgelængder vil fortsætte med at spænde over dyb ultraviolet (193 nm), vakuum ultraviolet (157 nm og 122 nm) og langt ultraviolet (47 nm og 13) nm) i fremtiden. For IC-, MEMS- og biomedicinske markeder, hvor efterspørgslen efter en bred vifte af funktioner og substratstørrelser vokser, øger komplekse produkter og hyppige designændringer omkostningerne ved at fremstille disse meget tilpassede løsninger til lavere volumener. Traditionelle fotomasker (fotomaske)-baserede litografiløsninger er hverken økonomiske eller praktiske til mange af disse applikationer, hvor omkostningerne og tiden, der kræves til at designe og fremstille et stort antal maskesæt, hurtigt kan stige.

Maskeløse litografiapplikationer er dog ikke påvirket af de meget korte ultraviolette bølgelængdekrav, i stedet bruger lasere i det blå og ultraviolette område. Ved maskeløs litografi skaber laseren mikron og nanostrukturer direkte på overfladen af ​​det lysfølsomme materiale. Denne generelle litografimetode er ikke afhængig af maskeforbrugsstoffer og kan foretage layoutændringer hurtigt. Som et resultat bliver hurtig prototyping og udvikling nemmere med fordelen ved at have større designfleksibilitet og samtidig bevare stor arealdækning (såsom 300 mm halvlederskiver, fladskærme eller PCBS).

For at imødekomme behovene for hurtig produktion har maskeløse litografilasere egenskaber svarende til dem, der bruges i fotomaskeapplikationer:

Kontinuerlige bølgekilder med langtidseffekt- og bølgelængdestabilitet og smalle linjebredder betyder mindre variation i maskesignaturen.

Lang levetid med lidt eller ingen vedligeholdelse eller afbrydelse af produktionscyklusser er vigtig for begge applikationer.

DPSS-lasere med ultrastabil smal linjebredde, bølgelængdestabilitet og effektstabilitet er velegnede til begge litografimetoder.

Kontakt information:

Hvis du har nogle ideer, er du velkommen til at tale med os. Uanset hvor vores kunder er, og hvad vores krav er, vil vi følge vores mål om at give vores kunder høj kvalitet, lave priser og den bedste service.