Almasi ya "kuchonga" kwa leza: kushinda nyenzo ngumu zaidi kwa mwanga

Almasini dutu ngumu zaidi katika asili, lakini si vito vya mapambo tu. Nyenzo hii ina upitishaji joto mara tano zaidi kuliko shaba, inaweza kuhimili joto kali na mionzi, inaweza kusambaza mwanga, kuhami joto, na hata inaweza kubadilishwa kuwa semiconductor. Hata hivyo, ni "nguvu kuu" hizi zinazofanya almasi kuwa nyenzo "ngumu zaidi" kusindika - zana za kitamaduni haziwezi kuikata au kuacha nyufa. Haikuwa hadi ujio wa teknolojia ya leza ndipo wanadamu hatimaye walipata ufunguo wa kumshinda "mfalme wa nyenzo" huyu.

Kwa nini almasi inaweza "kukata" kwa leza?

Hebu fikiria kutumia kioo cha kukuza mwangaza wa jua ili kuwasha karatasi. Kanuni ya usindikaji wa almasi kwa leza ni sawa, lakini sahihi zaidi. Wakati boriti ya leza yenye nguvu nyingi inapomwangazia almasi, "umbo la atomi ya kaboni" la hadubini hutokea:

1. Almasi hugeuka kuwa grafiti: Nishati ya leza hubadilisha muundo wa almasi ya uso (sp³) kuwa grafiti laini (sp²), kama vile almasi "inavyoharibika" mara moja kuwa risasi ya penseli.

2. Grafiti "huvukizwa": safu ya grafiti hupungua kwa joto la juu au huchomwa na oksijeni, na kuacha alama sahihi za usindikaji. 3. Mafanikio muhimu: kasoro Kwa nadharia, almasi kamili inaweza kusindika tu kwa leza ya urujuanimno (urefu wa mawimbi <229 nm), lakini kwa kweli, almasi bandia huwa na kasoro ndogo (kama vile uchafu na mipaka ya nafaka). Kasoro hizi ni kama "mashimo" ambayo huruhusu mwanga wa kawaida wa kijani (532 nm) au leza ya infrared (1064 nm) kufyonzwa. Wanasayansi wanaweza hata "kuamuru" leza kuchonga muundo maalum kwenye almasi kwa kudhibiti usambazaji wa kasoro.

Aina ya leza: Mageuzi kutoka "tanuru" hadi "kisu cha barafu"

Usindikaji wa leza unachanganya mifumo ya udhibiti wa nambari za kompyuta, mifumo ya macho ya hali ya juu, na uwekaji wa kazi wa usahihi wa hali ya juu na otomatiki ili kuunda kituo cha usindikaji wa utafiti na uzalishaji. Kinachotumika katika usindikaji wa almasi, kinaweza kufikia usindikaji bora na wa usahihi wa hali ya juu.

1. Usindikaji wa leza ya microsecond Upana wa mapigo ya leza ya microsecond ni pana na kwa kawaida yanafaa kwa usindikaji mkali. Kabla ya kuibuka kwa teknolojia ya kufunga hali, mapigo ya leza yalikuwa zaidi katika safu ya microsecond na nanosecond. Hivi sasa, kuna ripoti chache kuhusu usindikaji wa moja kwa moja wa almasi kwa kutumia leza za microsecond, na nyingi kati yao huzingatia uwanja wa matumizi ya usindikaji wa nyuma.

2. Usindikaji wa leza ya nanosecond Leza za nanosecond kwa sasa zina sehemu kubwa ya soko na zina faida za uthabiti mzuri, gharama ya chini, na muda mfupi wa usindikaji. Zinatumika sana katika uzalishaji wa biashara. Hata hivyo, mchakato wa kuondoa leza ya nanosecond huharibu sampuli kwa njia ya joto, na udhihirisho wa macroscopic ni kwamba usindikaji hutoa eneo kubwa lililoathiriwa na joto.

3. Usindikaji wa leza ya Picosecond Usindikaji wa leza ya Picosecond ni kati ya uondoaji wa usawa wa joto wa leza ya nanosecond na usindikaji wa baridi wa leza ya femtosecond. Muda wa mapigo hupunguzwa sana, ambayo hupunguza sana uharibifu unaosababishwa na eneo lililoathiriwa na joto.

4. Usindikaji wa leza ya Femtosecond Teknolojia ya leza ya Ultrafast huleta fursa za usindikaji laini wa almasi, lakini gharama kubwa na gharama ya matengenezo ya leza za femtosecond hupunguza uendelezaji wa mbinu za usindikaji. Kwa sasa, utafiti mwingi unaohusiana unabaki katika hatua ya maabara.

Hitimisho

Kuanzia "kutoweza kukata" hadi "kuchonga kwa hiari", teknolojia ya leza imefanyaalmasi si "chombo" tena kilichonaswa kwenye maabara. Kwa marudio ya teknolojia, katika siku zijazo tunaweza kuona: chipsi za almasi zinazoondoa joto kwenye simu za mkononi, kompyuta za kwanta zinazotumia almasi kuhifadhi taarifa, na hata vitambuzi vya almasi vilivyopandikizwa kwenye mwili wa binadamu… Ngoma hii ya mwanga na almasi inabadilisha maisha yetu.