ലേസർ "കൊത്തുപണി" വജ്രം: ഏറ്റവും കാഠിന്യമുള്ള വസ്തു പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് കീഴടക്കുന്നു

വജ്രംപ്രകൃതിയിലെ ഏറ്റവും കാഠിന്യമുള്ള പദാർത്ഥമാണിത്, പക്ഷേ അത് വെറും ആഭരണമല്ല. ചെമ്പിനേക്കാൾ അഞ്ചിരട്ടി വേഗതയുള്ള താപ ചാലകത ഈ വസ്തുവിനുണ്ട്, അത്യധികമായ ചൂടിനെയും വികിരണത്തെയും നേരിടാൻ കഴിയും, പ്രകാശം കടത്തിവിടാനും ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്യാനും കഴിയും, കൂടാതെ ഒരു അർദ്ധചാലകമാക്കി മാറ്റാനും കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, വജ്രത്തെ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാൻ "ഏറ്റവും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള" വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നത് ഈ "സൂപ്പർപവറുകൾ" ആണ് - പരമ്പരാഗത ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അത് മുറിക്കാനോ വിള്ളലുകൾ അവശേഷിപ്പിക്കാനോ കഴിയില്ല. ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആവിർഭാവത്തോടെയാണ് ഈ "വസ്തുക്കളുടെ രാജാവിനെ" കീഴടക്കാനുള്ള ഒരു താക്കോൽ മനുഷ്യർ ഒടുവിൽ കണ്ടെത്തിയത്.

ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് വജ്രം "മുറിക്കാൻ" കഴിയുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

സൂര്യപ്രകാശം കേന്ദ്രീകരിച്ച് പേപ്പർ കത്തിക്കാൻ ഒരു ഭൂതക്കണ്ണാടി ഉപയോഗിക്കുന്നത് സങ്കൽപ്പിക്കുക. ലേസർ വജ്രം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിന്റെ തത്വം സമാനമാണ്, എന്നാൽ കൂടുതൽ കൃത്യമാണ്. ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഒരു ലേസർ ബീം വജ്രത്തെ വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഒരു സൂക്ഷ്മ "കാർബൺ ആറ്റം രൂപാന്തരീകരണം" സംഭവിക്കുന്നു:

1. വജ്രം ഗ്രാഫൈറ്റായി മാറുന്നു: ലേസർ ഊർജ്ജം ഉപരിതല വജ്ര ഘടനയെ (sp³) മൃദുവായ ഗ്രാഫൈറ്റ് (sp²) ആക്കി മാറ്റുന്നു, ഒരു വജ്രം തൽക്ഷണം പെൻസിൽ ലെഡായി "ഡീജനറേറ്റ്" ചെയ്യുന്നതുപോലെ.

2. ഗ്രാഫൈറ്റ് "ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നു": ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് പാളി ഉൽപ്രാപിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിച്ച് കൊത്തിവയ്ക്കപ്പെടുന്നു, കൃത്യമായ പ്രോസസ്സിംഗ് അടയാളങ്ങൾ അവശേഷിപ്പിക്കുന്നു. 3. പ്രധാന വഴിത്തിരിവ്: വൈകല്യങ്ങൾ സിദ്ധാന്തത്തിൽ, പൂർണ്ണമായ വജ്രം അൾട്രാവയലറ്റ് ലേസർ (തരംഗദൈർഘ്യം <229 nm) ഉപയോഗിച്ച് മാത്രമേ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാൻ കഴിയൂ, എന്നാൽ വാസ്തവത്തിൽ, കൃത്രിമ വജ്രങ്ങൾക്ക് എല്ലായ്പ്പോഴും ചെറിയ വൈകല്യങ്ങൾ (മാലിന്യങ്ങളും ധാന്യ അതിരുകളും പോലുള്ളവ) ഉണ്ടാകും. ഈ വൈകല്യങ്ങൾ സാധാരണ പച്ച വെളിച്ചം (532 nm) അല്ലെങ്കിൽ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലേസർ (1064 nm) ആഗിരണം ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്ന "ദ്വാരങ്ങൾ" പോലെയാണ്. വൈകല്യ വിതരണം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ വജ്രത്തിൽ ഒരു പ്രത്യേക പാറ്റേൺ കൊത്തിയെടുക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ലേസറിനോട് "ആജ്ഞാപിക്കാൻ" പോലും കഴിയും.

ലേസർ തരം: "ചൂള"യിൽ നിന്ന് "ഐസ് കത്തി"യിലേക്കുള്ള പരിണാമം.

കമ്പ്യൂട്ടർ സംഖ്യാ നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങൾ, നൂതന ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ, ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ളതും ഓട്ടോമേറ്റഡ് വർക്ക്പീസ് പൊസിഷനിംഗ് എന്നിവ സംയോജിപ്പിച്ച് ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് ഒരു ഗവേഷണ, ഉൽപ്പാദന സംസ്കരണ കേന്ദ്രം രൂപീകരിക്കുന്നു. ഡയമണ്ട് പ്രോസസ്സിംഗിൽ പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇതിന് കാര്യക്ഷമവും ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ളതുമായ പ്രോസസ്സിംഗ് നേടാൻ കഴിയും.

1. മൈക്രോസെക്കൻഡ് ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് മൈക്രോസെക്കൻഡ് ലേസർ പൾസ് വീതി വീതിയുള്ളതും സാധാരണയായി പരുക്കൻ പ്രോസസ്സിംഗിന് അനുയോജ്യവുമാണ്. മോഡ് ലോക്കിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആവിർഭാവത്തിന് മുമ്പ്, ലേസർ പൾസുകൾ കൂടുതലും മൈക്രോസെക്കൻഡ്, നാനോസെക്കൻഡ് ശ്രേണികളിലായിരുന്നു. നിലവിൽ, മൈക്രോസെക്കൻഡ് ലേസറുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള നേരിട്ടുള്ള ഡയമണ്ട് പ്രോസസ്സിംഗിനെക്കുറിച്ച് കുറച്ച് റിപ്പോർട്ടുകൾ മാത്രമേയുള്ളൂ, അവയിൽ മിക്കതും ബാക്ക്-എൻഡ് പ്രോസസ്സിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്.

2. നാനോസെക്കൻഡ് ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് നാനോസെക്കൻഡ് ലേസറുകൾ നിലവിൽ വലിയൊരു വിപണി വിഹിതം കൈവശപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ നല്ല സ്ഥിരത, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, കുറഞ്ഞ പ്രോസസ്സിംഗ് സമയം എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്. എന്റർപ്രൈസ് ഉൽ‌പാദനത്തിൽ അവ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, നാനോസെക്കൻഡ് ലേസർ അബ്ലേഷൻ പ്രക്രിയ സാമ്പിളിന് താപപരമായി വിനാശകരമാണ്, കൂടാതെ മാക്രോസ്കോപ്പിക് പ്രകടനം പ്രോസസ്സിംഗ് ഒരു വലിയ താപ-ബാധിത മേഖല സൃഷ്ടിക്കുന്നു എന്നതാണ്.

3. പിക്കോസെക്കൻഡ് ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് പിക്കോസെക്കൻഡ് ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് നാനോസെക്കൻഡ് ലേസർ തെർമൽ ഇക്വലിബ്രിലിയം അബ്ലേഷനും ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് ലേസർ കോൾഡ് പ്രോസസ്സിംഗിനും ഇടയിലാണ്.പൾസ് ദൈർഘ്യം ഗണ്യമായി കുറയുന്നു, ഇത് ചൂട് ബാധിച്ച മേഖല മൂലമുണ്ടാകുന്ന നാശത്തെ വളരെയധികം കുറയ്ക്കുന്നു.

4. ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ വജ്ര ഫൈൻ പ്രോസസ്സിംഗിന് അവസരങ്ങൾ നൽകുന്നു, എന്നാൽ ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് ലേസറുകളുടെ ഉയർന്ന വിലയും പരിപാലനച്ചെലവും പ്രോസസ്സിംഗ് രീതികളുടെ പ്രോത്സാഹനത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. നിലവിൽ, ബന്ധപ്പെട്ട മിക്ക ഗവേഷണങ്ങളും ലബോറട്ടറി ഘട്ടത്തിലാണ്.

തീരുമാനം

"മുറിക്കാൻ കഴിയാത്തത്" മുതൽ "ഇഷ്ടാനുസരണം കൊത്തിയെടുക്കൽ" വരെ, ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉണ്ടാക്കിയത്വജ്രം ഇനി ലബോറട്ടറിയിൽ കുടുങ്ങിക്കിടക്കുന്ന ഒരു "പാത്രം" അല്ല. സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആവർത്തനത്തോടെ, ഭാവിയിൽ നമുക്ക് കാണാൻ കഴിഞ്ഞേക്കും: മൊബൈൽ ഫോണുകളിൽ ചൂട് ഇല്ലാതാക്കുന്ന ഡയമണ്ട് ചിപ്പുകൾ, വിവരങ്ങൾ സംഭരിക്കാൻ വജ്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, മനുഷ്യശരീരത്തിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന ഡയമണ്ട് ബയോസെൻസറുകൾ പോലും... പ്രകാശത്തിന്റെയും വജ്രങ്ങളുടെയും ഈ നൃത്തം നമ്മുടെ ജീവിതത്തെ മാറ്റിമറിക്കുന്നു.