Пикосекундын түвшний лазер тэмдэглэгээний машинуудын хувьд нарийвчлал нь тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг үнэлэх үндсэн үзүүлэлт юм. Суурь нь лазерын систем, нарийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн гол тээвэрлэгч болохын хувьд түүний материал нь боловсруулалтын нарийвчлалын тогтвортой байдалд шууд нөлөөлдөг. Боржин чулуу болон цутгамал төмрийн үндсэн хоёр үндсэн материал болох пикосекундын түвшний хэт нарийн боловсруулалтын явцад нарийвчлалын бууралтын шинж чанарт ихээхэн ялгаатай байдаг. Энэ нийтлэл нь тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх шинжлэх ухааны үндэслэлийг хангахын тулд гүйцэтгэлийн давуу болон сул талуудыг гүнзгий шинжлэх болно. .
Материалын шинж чанар нь нарийвчлалын үндсийг тодорхойлдог
Боржин нь үндсэндээ хэдэн зуун сая жилийн туршид геологийн процессоор үүссэн магмын чулуулаг юм. Түүний дотоод болор бүтэц нь нягт, жигд бөгөөд шугаман тэлэлтийн коэффициент нь индий ган зэрэг нарийн хайлштай харьцуулахад 0.5-8 ×10⁻⁶/℃ хүртэл бага байдаг. Энэ шинж чанар нь орчны температурын хэлбэлзэлтэй үед хэмжээсийн өөрчлөлтийг бараг үл тоомсорлож, дулааны тэлэлт, агшилтаас үүдэлтэй оптик зам болон механик алдаанаас үр дүнтэй зайлсхийдэг. Үүнээс гадна боржингийн нягт нь 2.6-2.8 г / см³ хүртэл өндөр бөгөөд энэ нь байгалийн чичиргээ шингээх чадвар сайтай байдаг. Энэ нь лазер боловсруулах явцад үүссэн өндөр давтамжийн чичиргээг хурдан бууруулж, оптик систем болон хөдөлж буй хэсгүүдийн тогтвортой байдлыг хангадаг. .
Цутгамал төмрийн суурь нь маш сайн цутгамал гүйцэтгэл, зардлын давуу талтай тул өргөн хэрэглэгддэг. Саарал цутгамал төмрийн ердийн үйрмэг бал чулууны бүтэц нь түүнд тодорхой чийгшүүлэх чадвартай бөгөөд чичиргээний энергийн 30-50% -ийг шингээх чадвартай байдаг. Харин цутгамал төмрийн дулаан тэлэлтийн коэффициент нь ойролцоогоор 10-12 ×10⁻⁶/℃ буюу боржингийнхоос 2-3 дахин их байна. Урт хугацааны тасралтгүй боловсруулалтаас үүссэн дулааны хуримтлалын дор хэмжээсийн хэв гажилт үүсэх хандлагатай байдаг. Үүний зэрэгцээ цутгамал төмрийн дотор цутгах стресс байдаг. Ашиглалтын явцад стресс ялгарах тул суурийн тэгш байдал, перпендикуляр байдалд эргэлт буцалтгүй өөрчлөлт гарч болзошгүй. .
Пикосекундын түвшний боловсруулалтын нарийвчлалыг бууруулах механизм
Хэт богино импульсийн шинж чанар бүхий пикосекунд лазер боловсруулалт нь микроноос доош түвшинд эсвэл бүр нанометрийн түвшинд нарийн боловсруулалт хийх боломжтой боловч төхөөрөмжийн тогтвортой байдалд хатуу шаардлага тавьдаг. Тогтвортой дотоод бүтэцтэй боржин чулуун суурь нь өндөр давтамжийн лазерын нөлөөллийн дор микроны микроны түвшинд чичиргээний хариу урвалыг удирдаж, лазерын фокусын байршлын нарийвчлалыг үр дүнтэй хадгалж чаддаг. Хэмжилтийн өгөгдөл нь боржин чулуун суурьтай лазер тэмдэглэгээний машин нь тасралтгүй 8 цагийн пикосекундын боловсруулалтын дараа шугамын өргөний хазайлтыг ± 0.5μm дотор хадгалсаар байгааг харуулж байна. .
Цутгамал төмрийн суурь нь пикосекундын лазерын өндөр давтамжийн чичиргээнд өртөхөд тасралтгүй цохилтын улмаас дотоод ширхэгийн бүтэц нь микроскопийн ядаргаанд орж, суурийн хөшүүн чанар буурдаг. Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэдэг тодорхой аж ахуйн нэгжийн хяналт шинжилгээний мэдээллээс харахад зургаан сарын турш ажилласны дараа цутгамал төмрийн суурьтай тоног төхөөрөмжийн боловсруулалтын нарийвчлалын сулралын түвшин 12% хүрч, голчлон шугамын ирмэгийн барзгар байдал нэмэгдэж, байршлын алдаа өргөжиж байгааг харуулж байна. Үүний зэрэгцээ цутгамал төмөр нь орчны чийгшилд харьцангуй мэдрэмтгий байдаг. Удаан хугацааны хэрэглээ нь зэвэнд өртөмтгий байдаг тул нарийвчлалын доройтлыг улам хурдасгадаг. .
Практик хэрэглээний гүйцэтгэлийн ялгааг шалгах
3С цахим нарийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн боловсруулалтын чиглэлээр алдартай аж ахуйн нэгж нь хоёр төрлийн материаллаг баазын тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийн харьцуулсан туршилтыг явуулсан. Туршилтанд ижил тохиргоотой хоёр пикосекундын лазер тэмдэглэгээний машиныг 0.1 мм өргөнтэй гар утасны дэлгэцийн шилийг зүсэж тэмдэглэж авахын тулд боржин чулуу, цутгамал төмрийн суурьтай тус тус суурилуулсан. 200 цаг тасралтгүй боловсруулсны дараа боржин чулуун суурь төхөөрөмжийн боловсруулалтын нарийвчлал 98.7%, цутгамал төмрийн суурь төхөөрөмжийнх ердөө 86.3% байна. Сүүлчийн боловсруулсан шилний ирмэг нь хөрөөний шүдний илэрхий согогийг харуулсан. .
Сансар огторгуйн эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд тодорхой судалгааны хүрээлэнгийн урт хугацааны хяналтын өгөгдөл нь ялгааг илүү ойлгомжтойгоор тусгадаг: Боржингийн суурьтай лазер тэмдэглэгээний машин нь таван жилийн ашиглалтын хугацаанд 3 μм-ээс бага нарийвчлалтай хуримтлагддаг; Гэсэн хэдий ч гурван жилийн дараа цутгамал төмрийн суурийн тоног төхөөрөмжийн боловсруулалтын алдаа нь суурийн хэв гажилтаас үүссэн процессын стандартаас ±10 μм хэтэрсэн тул машины нарийвчлалын ерөнхий шалгалт тохируулга хийх шаардлагатай болсон. .
Шийдвэрийг сайжруулах зөвлөмж
Хэрэв аж ахуйн нэгжүүд өндөр нарийвчлалтай, урт хугацааны тогтвортой боловсруулалтыг үндсэн шаардлага болгон, ялангуяа хагас дамжуулагч чип, нарийн оптик бүрэлдэхүүн хэсэг зэрэг салбарт ашигладаг бол дулааны тогтвортой байдал, чичиргээний эсэргүүцэлтэй боржин чулуун суурь нь хамгийн тохиромжтой шинэчлэлтийн сонголт юм. Хэдийгээр түүний анхны худалдан авалтын өртөг нь цутгамал төмрийн өртөгөөс 30% -иас 50% -иар өндөр байдаг ч ашиглалтын бүрэн мөчлөгийн зардлын үүднээс авч үзвэл нарийн тохируулга хийх давтамж багасч, засвар үйлчилгээ хийх тоног төхөөрөмжийн сул зогсолт нь нийт үр ашгийг ихээхэн нэмэгдүүлэх болно. Харьцангуй боловсруулалтын нарийвчлал багатай, хязгаарлагдмал төсөвтэй хэрэглээний хувилбаруудын хувьд цутгамал төмрийн суурийг ашиглалтын орчныг оновчтой хянах үүднээс шилжилтийн шийдэл болгон ашиглаж болно. .
Пикосекундын түвшний боловсруулалтанд боржин чулуу, цутгамал төмрийн нарийн сулрах шинж чанарыг системтэйгээр харьцуулж үзвэл тохирох үндсэн материалыг сонгох нь лазер тэмдэглэгээний машины боловсруулалтын нарийвчлал, найдвартай байдлыг сайжруулах гол алхам болохыг харж болно. Аж ахуйн нэгжүүд өөрсдийн технологийн шаардлага, өртөг зардлын үүднээс суурь шинэчлэлийн төлөвлөгөөний талаар шинжлэх ухааны үндэслэлтэй шийдвэр гаргаж, өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэлд найдвартай тоног төхөөрөмжийн суурийг бий болгох ёстой. .
Шуудангийн цаг: 2025-05-22