.
Пикосекунд түвшний лазер тэмдэглэгээний машинуудын өндөр нарийвчлалтай боловсруулалтын хувилбаруудад суурь нь тоног төхөөрөмжийн гол тулгуур бүрэлдэхүүн хэсэг болох тул түүний материалын сонголт нь боловсруулалтын нарийвчлалын тогтвортой байдлыг шууд тодорхойлдог. Боржин чулуу болон цутгамал төмөр нь суурь үйлдвэрлэлд түгээмэл хэрэглэгддэг хоёр материал юм. Энэхүү нийтлэлд физик шинж чанар, нарийвчлалын сулралын зарчим, практик хэрэглээний өгөгдөл зэрэг талуудаас харьцуулалт хийж, тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх шинжлэх ухааны үндэслэлийг бий болгоно.
I. Материалын шинж чанарын ялгаа: Нарийвчлалын гүйцэтгэлийн үндсэн логик
Боржин чулуу нь кварц, хээрийн жонш зэрэг эрдэс бодисын нягт талсжих замаар үүссэн байгалийн магмын чулуулаг юм. Энэ нь нягт бүтэцтэй, өндөр хатуулагтайгаараа онцлог юм. Нягтрал нь ихэвчлэн 2.7-3.1г/см³ хооронд байдаг бөгөөд дулааны тэлэлтийн коэффициент нь маш бага буюу ойролцоогоор (4-8) ×10⁻⁶/℃ бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн нарийвчлалд температурын өөрчлөлтийн нөлөөллийг үр дүнтэй эсэргүүцэж чаддаг. Үүнээс гадна, боржин чулууны өвөрмөц бичил бүтэц нь маш сайн чийгшүүлэх гүйцэтгэлийг хангаж, гадны чичиргээний энергийг хурдан шингээж, боловсруулалтын нарийвчлалд чичиргээний хөндлөнгийн нөлөөллийг бууруулдаг.
Уламжлалт үйлдвэрлэлийн материал болох цутгамал төмөр нь ойролцоогоор 7.86г/см³ нягтралтай, харьцангуй өндөр шахалтын бат бэхтэй боловч халуун байдаг.
Тэлэлтийн тоо (ойролцоогоор 12×10⁻⁶/℃) нь боржин чулууныхаас 1.5-3 дахин их байдаг. Түүнчлэн, цутгамал төмрийн дотор үйрмэг бал чулуун бүтэц байдаг. Удаан хугацааны хэрэглээний үед эдгээр бүтэц нь стрессийн концентрацид хүргэж, материалын тогтвортой байдалд нөлөөлж, улмаар нарийвчлал буурахад хүргэдэг.
II. Пикосекунд түвшний боловсруулалтын нарийвчлал сулруулах механизм
Пикосекундын түвшний лазер боловсруулалт нь хүрээлэн буй орчны тогтвортой байдалд маш өндөр шаардлага тавьдаг. Үндсэн материалын бага зэргийн деформаци нь боловсруулалтын үр дүнд томрох болно. Температурын хэлбэлзэл, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтаас үүссэн чичиргээ, урт хугацааны ачааллын дор ядрах гэх мэт нь нарийвчлал буурахад хүргэдэг гол хүчин зүйлүүд юм.
Температур өөрчлөгдөхөд боржин чулууны хэмжээ нь дулааны тэлэлтийн бага коэффициентоос шалтгаалан бага зэрэг өөрчлөгддөг. Цутгамал төмрийн харьцангуй өндөр дулааны тэлэлтийн коэффициент нь суурийг нүцгэн нүдээр илрүүлэхэд хэцүү деформацид оруулдаг. Энэхүү деформаци нь лазерын оптик замын тогтвортой байдалд шууд нөлөөлж, тэмдэглэгээний байрлалыг өөрчлөхөд хүргэдэг. Чичиргээний хувьд боржин чулууны өндөр чийгшүүлэгч шинж чанар нь 100Гц чичиргээг 0.12 секундын дотор сулруулж чаддаг бол цутгамал төмрийн хувьд 0.9 секунд шаардлагатай. Өндөр давтамжийн чичиргээний нөхцөлд цутгамал төмрийн суурьтай тоног төхөөрөмжийн боловсруулалтын нарийвчлал нь хэлбэлзэлд илүү өртөмтгий байдаг.
III. Нарийвчлалын сулралтын өгөгдлийн харьцуулалт
Мэргэжлийн байгууллагуудын туршилтаар бол 8 цагийн турш тасралтгүй пикосекундын лазер тэмдэглэгээний ажиллагааны үед боржин чулуун суурьтай төхөөрөмжийн XY тэнхлэгийн байрлалын нарийвчлалын сулрал ±0.5μм дотор байна. Цутгамал төмрийн суурьтай төхөөрөмжийн нарийвчлалын сулрал ±3μм хүрч, мэдэгдэхүйц ялгаатай байна. 5℃ температурын өөрчлөлттэй симуляцийн орчинд боржин чулуун суурьтай төхөөрөмжийн дулааны деформацийн алдаа ердөө +0.8μм байдаг бол цутгамал төмрийн суурьтай төхөөрөмжийнх +12μм хүртэл өндөр байна.
Цаашилбал, урт хугацааны хэрэглээний үүднээс авч үзвэл боржин чулуун суурийн буруу үнэлгээний түвшин ердөө 0.03% байдаг бол цутгамал төмрийн суурийн буруу үнэлгээний түвшин бүтцийн тогтвортой байдлын асуудлаас шалтгаалан 0.5% хүртэл өндөр байна. Эдгээр өгөгдөл нь пикосекундын түвшний боловсруулалтын өндөр нарийвчлалын шаардлагын дор боржин чулуун суурийн тогтвортой байдлын давуу тал нь мэдэгдэхүйц болохыг бүрэн харуулж байна.
Iv. Сайжруулах саналууд ба практик хэрэглээ
Боловсруулалтын нарийвчлалыг дээд зэргээр эрэлхийлдэг аж ахуйн нэгжүүдийн хувьд цутгамал төмрийн суурийг боржин чулуун суурь болгон сайжруулах нь тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулах үр дүнтэй арга юм. Шинэчлэлтийн явцад гадаргуугийн тэгш байдал нь дизайны шаардлагыг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд боржин чулуун суурийн боловсруулалтын нарийвчлалд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй. Үүний зэрэгцээ агаарын хөвөгч чичиргээ тусгаарлах систем зэрэг туслах төхөөрөмжүүдтэй хослуулан тоног төхөөрөмжийн чичиргээнээс хамгаалах гүйцэтгэлийг улам оновчтой болгож болно.
Одоогийн байдлаар хагас дамжуулагч чип үйлдвэрлэл, нарийн оптик эд анги боловсруулах зэрэг салбарт боржин чулуун суурьтай лазер тэмдэглэгээний машиныг өргөнөөр ашиглаж, бүтээгдэхүүний гарц болон үйлдвэрлэлийн үр ашгийг үр дүнтэйгээр нэмэгдүүлж байна. Жишээлбэл, тодорхой оптик эд анги үйлдвэрлэгч цутгамал төмрийн суурь тоног төхөөрөмжийг шинэчилсний дараа бүтээгдэхүүний нарийвчлалын түвшин 82%-иас 97% болж өсч, үйлдвэрлэлийн үр ашиг мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн.
Эцэст нь хэлэхэд, пикосекундын түвшний лазер тэмдэглэгээний машинуудын суурь шинэчлэлтэд гайхалтай дулааны тогтвортой байдал, өндөр чийгшүүлэх гүйцэтгэл, урт хугацааны нарийвчлалтай хадгалах чадвараараа боржин чулуу нь цутгамал төмрөөс илүү тохиромжтой сонголт болсон. Аж ахуйн нэгжүүд тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг цогцоор нь сайжруулахын тулд өөрсдийн боловсруулалтын шаардлага, төсөвт үндэслэн суурь материалыг боломжийн үнээр сонгох боломжтой.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 5-р сарын 19