انٽرفيس جي ٻنهي پاسن تي مواد کي هڪ ئي وقت پگھلائڻ ۽ هڪ اعليٰ طاقت وارو مائڪرو ريجن بانڊ قائم ڪرڻ لاءِ، ليزر فوڪل پوائنٽ کي نموني تي صحيح طور تي مرڪوز ڪيو وڃي، جيڪو ويلڊنگ سسٽم جي پروسيسنگ جي درستگي تي سخت مطالبا لاڳو ڪري ٿو. اضافي طور تي، فوڪس ڪرڻ کان پوءِ گاسين بيم جي وڏي محوري شدت جي گريڊينٽ جي ڪري، فوڪل فيلڊ جو گرمي پد غير برابر آهي، جيڪو ان کي ليزر کان متاثر علائقي ۾ مائڪرو ۽ نانو-وائيڊ خرابين جي ٺهڻ جو خطرو بڻائي ٿو، جيڪو موڙ ۾ نموني جي ويلڊنگ جي معيار کي متاثر ڪري ٿو.
اسپيشل لائيٽ شيپنگ ٽيڪنالاجي کي ليزر فوڪل فيلڊ جي شدت جي ورڇ کي بهتر بڻائڻ لاءِ صفر-آرڊر بيسل بيم پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. هي طريقو محوري شدت جي گريڊينٽ کي گھٽائي ٿو ۽ فوڪل ڊگھائي کي وڌائي ٿو، ان ڪري ليزر پاران ٺهيل حرارتي اثر واري علائقي جي کوٽائي کان ويڪر تناسب کي وڌائي ٿو. نتيجي طور، اهو ليزر ويلڊنگ سسٽم جي فوڪسنگ درستگي جي گهرجن کي گھٽائي ٿو، ويلڊنگ جي معيار ۽ ڪارڪردگي ٻنهي کي بهتر بڻائي ٿو.
1. غير تڪراري بيسل بيم جي پيداوار ۽ پيرا ميٽر ڊيزائن
1987 ۾، ڊرنن پهريون ڀيرو صفر-آرڊر بيسل بيم پيش ڪيو، جيڪو منفرد غير-تقسيم ڪندڙ خاصيتون ڏيکاري ٿو: ان جي ٽرانسورس روشني جي ميدان جي شدت جي ورڇ پروپيگيشن دوران تبديل نه ٿيندي آهي، ۽ مرڪزي جڳهه جو سائز هميشه تفريق جي حد جي ويجهو هوندو آهي. اضافي طور تي، بيسل بيم پروپيگيشن دوران هڪ خود شفا بخش ملڪيت پڻ ڏيکاري ٿو. جڏهن مرڪزي جڳهه ۾ رڪاوٽ هوندي آهي، ته چوڌاري روشني مرڪزي جڳهه کي "مرمت" ڪرڻ لاءِ مرڪز ڏانهن گڏ ٿيندي. صفر-آرڊر بيسل بيم جي ٽرانسورس روشني جي ميدان جي ورڇ لاءِ رياضياتي اظهار آهي:
اظهار ۾:
- J0 صفر-آرڊر بيسل فنڪشن جي نمائندگي ڪري ٿو.
- r ۽ φ ترتيب وار ريڊيل ۽ ڪوئلي ڪوآرڊينيٽ عنصر آهن.
- z پکيڙ جو مفاصلو آهي.
- Kr ۽ Kz ترتيب وار ٽرانسورس ۽ ڊگھائي wavevector عنصر آهن.
زيرو آرڊر بيسل بيم جي مرڪزي مکيه جڳهه ۾ هڪ مضبوط ڪنفينمينٽ صلاحيت آهي، جيڪا TW/cm² يا ان کان وڌيڪ جي ترتيب جي شعاع جي سطح جي اجازت ڏئي ٿي، جيڪا مواد ۾ غير لڪير جذب کي مؤثر طريقي سان متحرڪ ڪري سگهي ٿي. وڌيڪ اهم طور تي، زيرو آرڊر بيسل بيم جي غير تفريق واري تبليغ جي خاصيت فوڪس جي وڏي کوٽائي ۽ هڪ ننڍڙو محوري شدت گريڊينٽ فراهم ڪري ٿي، اهڙي طرح تقريبن هڪجهڙائي واري درجه حرارت جو ميدان ٺاهيندي ۽ ويلڊنگ جي خرابين جي ٺهڻ کي دٻائيندي.
هيٺ ڏنل شڪل بيسل بيم ۽ گاسين بيم جي فوڪل ڊگھائي جو مقابلو ساڳئي ٽرانسورس ڪنفينمينٽ صلاحيت تحت ڏيکاري ٿي. بيسل بيم ۾ ٽرانسورس مائڪرون-سطح جي فوڪل اسپاٽ قطر کي برقرار رکندي فوڪس جي ڪافي کوٽائي هوندي آهي.
زيرو آرڊر بيسل بيم پيدا ڪرڻ جا ڪيترائي طريقا آهن، ۽ هيٺيان ٽي مکيه طريقا عام آهن:
اينولر ايپرچر طريقو: اينولر ايپرچر طريقو، جيئن نالو مشورو ڏئي ٿو، بيسل بيم پيدا ڪرڻ لاءِ هڪ اينولر سلٽ استعمال ڪرڻ شامل آهي. هي بيسل بيم پيدا ڪرڻ لاءِ پهريون ڪامياب طريقو پڻ هو. هيٺ ڏنل ڊاگرام بيسل بيم پيدا ڪرڻ لاءِ اينولر ايپرچر طريقو ڏيکاري ٿو. هڪ جهاز جي لهر کاٻي پاسي کان اينولر سلٽ تي عمودي طور تي واقع ٿيندي آهي ۽ تفاوت پيدا ٿيندو آهي.
ان کان پوءِ، هڪ مثبت لينس هڪ فوريئر ٽرانسفارم انجام ڏئي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ لينس جي پويان بيسل بيم ٺهي ٿو. غير تفريق ٿيندڙ پروپيگيشن فاصلو Zmax اينولر سلٽ جي قطر d ۽ لينس جي عددي ايپرچر سان لاڳاپيل آهي.
جيتوڻيڪ هي طريقو صفر-آرڊر بيسل بيم پيدا ڪري سگهي ٿو، توانائي جي تبديلي جي ڪارڪردگي انتهائي گهٽ آهي، جنهن کي ليزر پروسيسنگ شعبن ۾ لاڳو ڪرڻ ڏکيو بڻائي ٿو.
اسپيشل لائيٽ ماڊيوليٽر جو طريقو: هڪ زيرو آرڊر بيسل بيم جي پيداوار جو عمل بنيادي طور تي بيم جي مرحلي جي ورڇ کي تبديل ڪرڻ جو عمل آهي. تنهن ڪري، هڪ زيرو آرڊر بيسل بيم کي اسپيشل لائيٽ ماڊيوليٽر استعمال ڪندي پڻ پيدا ڪري سگهجي ٿو. هڪ اسپيشل لائيٽ ماڊيوليٽر هڪ قسم جو آپٽو اليڪٽرانڪ ماڊيوليشن ڊيوائس آهي جيڪو برقي سگنلن ذريعي روشني جي ميدان جي شدت ۽ مرحلي جي ورڇ کي ڪنٽرول ڪري ٿو. هڪ زيرو آرڊر بيسل بيم کي مخروطي لينس فيز کي لاڳو ڪندي پيدا ڪري سگهجي ٿو، جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي، اسپيشل لائيٽ ماڊيوليٽر جي ڪم ڪندڙ پينل تي.
ايڪسيڪن طريقو: ايڪسيڪن بيسل بيم پيدا ڪرڻ لاءِ سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ غير فعال شيشي تي ٻڌل ڊفريڪٽو عنصرن مان هڪ آهي. جڏهن هڪ گاسين بيم عام طور تي واقع ٿئي ٿو ۽ هڪ ايڪسيڪن مان گذري ٿو، ته ان جي مرحلي جي تقسيم کي ماڊل ڪيو ويندو آهي، ان کي ڪنهن به توانائي جي نقصان کان سواءِ صفر-آرڊر بيسل بيم ۾ تبديل ڪري ٿو، جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي.
گهٽ قيمت، استعمال ۾ آساني، ۽ شيشي جي ايڪسيڪن جي اعلي ليزر نقصان جي حد، ۽ گڏوگڏ انهن جي غير معمولي طور تي اعلي توانائي جي استعمال جي ڪارڪردگي جي ڪري، ايڪسيڪن ليزر پروسيسنگ جي ميدان ۾ الٽرا شارٽ پلس بيسل بيم پيدا ڪرڻ لاءِ بنيادي پسند آهن. هيٺ ڏنل شڪل صفر آرڊر بيسل بيم جي بيم تنگ ڪرڻ ۽ ٽرانسميشن جو هڪ اسڪيميٽ ڏيکاري ٿي. 4f اميجنگ سسٽم جي ميگنيفڪيشن ۽ اورينٽيشن کي ترتيب ڏيڻ سان، بيسل بيم جي پروپيگيشن جي هدايت ۾ غير ڊفريڪٽو پروپيگيشن فاصلو، اڌ ڪون اينگل، ۽ ٽيلٽ اينگل کي آساني سان ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو.
جڏهن هڪ صفر-آرڊر بيسل بيم Ɵ1 جي اڌ-ڪن زاويه ۽ Zmax جي هڪ diffraction-free پروپيگيشن فاصلي سان هڪ لينس (L1) ۽ هڪ آبجيڪٽو لينس (L2) تي مشتمل 4f سسٽم مان گذري ٿو، ته جاميٽري طول و عرض وڌيڪ دٻجي ويندا. پس منظر جي ميگنيفڪيشن تقريبن M=f1/f2=5 آهي، ۽ طول و عرض جي ميگنيفڪيشن تقريبن M2=25 آهي. اهڙيءَ طرح، نموني اندر صفر-آرڊر بيسل بيم جي آخري تصوير کي جاميٽري پيرا ميٽرز ذريعي ظاهر ڪري سگهجي ٿو:
بيسل بيم جا جاميٽري پيرا ميٽرز ڪوارٽز شيشي جي نموني اندر مختلف ڪون اينگلز ۽ بيم ڪمپريشن ميگنيفڪيشنز جي تحت تصوير ڪيا ويا آهن.
| محوري چوٽيءَ جو زاويه α (°) | ان پٽ بيم ريڊيس ڊي (ايم ايم) | (اُم) | م=f1/f2 | Ɵ2 (°) | زي ميڪس 2 | |
| 0.5 | 3.8 | 1.03 | 20 | 3.1 | 3504 | 10.04 |
| 0.5 | 3.8 | 1.03 | 30 | 4.7 | 1555 | 6.7 |
| 0.5 | 3.8 | 1.03 | 40 | 6.2 | 873 | 5.02 |
| 0.5 | 3.8 | 1.03 | 50 | 7.8 | 558 | 4.02 |
| 1 | 3.8 | 1.03 | 20 | 6.2 | 1747 | 5.02 |
| 1 | 3.8 | 1.03 | 30 | 9.3 | 772 | 3.36 |
| 1 | 3.8 | 1.03 | 40 | 12.4 | 432 | 2.52 |
| 1 | 3.8 | 1.03 | 50 | 15.5 | 274 | 2.04 |
| 2.5 | 3.8 | 1.03 | 20 | 15.5 | 684 | 2.04 |
| 2.5 | 3.8 | 1.03 | 30 | 23.3 | 294 | 1.38 |
| 2.5 | 3.8 | 1.03 | 40 | 38.83 | 94.4 | 0.86 |
بيسل بيم جي فوڪس فيلڊ شدت جي ورڇ
- r ۽ z: ريڊيل ۽ محوري ڪوآرڊينيٽ جزا، ترتيب وار.
- λ: ليزر جي مرڪزي طول موج.
- w: واقع گاسي شعاع جو 1/e² ريڊيس.
- P0: الٽرا شارٽ پلس ليزر جي چوٽي جي طاقت.
- β1: بيم ڪمپريشن کان پوءِ بيسل بيم جو اڌ مخروطي زاويه.
- ڪ: لهر ویکٹر.
- J0: زيرو آرڊر بيسل فنڪشن.
ڪوارٽز گلاس اندر زيرو آرڊر بيسل بيم جي شدت جي ورڇ: کاٻي پاسي پروپيگيشن جي هدايت ۽ ڪراس-سيڪشنل ڏيک سان آپٽيڪل پاور ڊينسٽي ورڇ آهي، ۽ ساڄي پاسي محور ۽ ڪراس-سيڪشنل ڏيک سان آپٽيڪل پاور ڊينسٽي ورڇ آهي.
2. فيوز ٿيل سليڪا گلاس ۾ فيمٽو سيڪنڊ پلس بيسل بيم جون خاصيتون
شڪل (الف) مختلف نبض توانائي تي فيمٽو سيڪنڊ نبض بيسل بيم ۽ فيوز ٿيل سليڪا گلاس جي وچ ۾ رابطي جا مائڪروگراف ڏيکاري ٿي. ليزر نبض جي ويڪر 220 fs تي مقرر ڪئي وئي آهي، ۽ نموني اندر بيسل بيم جو اڌ مخروطي زاويه 12.4° آهي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته ليزر متاثر ٿيل علائقو هڪ عام هڪ-dimensional لڪير جي جوڙجڪ ڏيکاري ٿو. جڏهن ليزر نبض توانائي 9.5 μJ کان گهٽ هوندي آهي، ته فوڪل علائقي ۾ مواد جو ريفريڪٽو انڊيڪس وڌي ويندو آهي، جيڪو مائڪروگراف ۾ هڪ ڪارو علائقي جي طور تي ظاهر ٿيندو آهي.
جڏهن ليزر نبض جي توانائي 9.5 μJ کان وڌي ويندي آهي، ته مرڪزي علائقي ۾ مواد جو ريفريڪٽو انڊيڪس گهٽجي ويندو آهي، جيڪو مائڪروگراف ۾ هڪ اڇي علائقي جي طور تي ظاهر ٿيندو آهي، ۽ اڇي علائقي جي ڊيگهه وڌندڙ نبض جي توانائي سان وڌي ويندي آهي. نموني کي پالش ڪندي، اسان اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني هيٺ 15.4 μJ جي نبض جي توانائي تي اڇي علائقي جي مورفولوجيڪل خاصيتن جو مشاهدو ڪيو، جيئن شڪل (b) ۾ ڏيکاريل آهي. اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته گهٽ ريفريڪٽو انڊيڪس سان علائقي ۾ تقريبن 200 nm جي قطر سان هڪ نانوپور ٺهيل آهي.
آئن بيم ايچنگ ۽ ان-سيٽو اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپ آبزرويشن سسٽم ذريعي، اسان نانوپور جي موجودگي جي وڌيڪ تصديق ڪئي (شڪل سي). تنهن ڪري، ليزر-حوصلہ افزائي خرابين جي پيداوار کي گھٽ ڪرڻ لاءِ، ليزر ويلڊنگ دوران سنگل نبض توانائي 9.5 μJ کان وڌيڪ نه هجڻ گهرجي.
3. بيسل الٽرا شارٽ پلس ليزر استعمال ڪندي فيوز ٿيل سليڪا شيشي جي وچ ۾ اعليٰ معيار جي مائڪرو ويلڊنگ حاصل ڪرڻ.
شڪل (الف) نموني جي ويلڊنگ مٿاڇري جو هڪ مٿاهين ڏيک مائڪروگراف ڏيکاري ٿي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته ليزر ويلڊ لائن هڪجهڙائي ۽ هموار آهي. جيتوڻيڪ ويلڊ ٿيل علائقي ۾ اڃا تائين ڪجهه بي ترتيب ورهايل مائڪروپور نقص آهن، مجموعي طور تي، اهو گاسين ليزر ويلڊ لائن کان گهڻو بهتر آهي. ماپون ڏيکارين ٿيون ته ويلڊ لائن جي ويڪر تقريبن 18 μm آهي، ۽ ويلڊ لائنن جي وچ ۾ فاصلو 40 μm آهي. شڪل (ب) نموني جي ويلڊ لائن جو هڪ پاسي وارو ڏيک مائڪروگراف ڏيکاري ٿي.
اهو ڏسي سگهجي ٿو ته ليزر پروسيسنگ کان پوءِ نمونن جي وچ ۾ فرق مڪمل طور تي ختم ٿي ويندو آهي، ۽ انٽرفيس جي ويجهو مواد حرارتي پگھلڻ-ٿڌڻ واري عمل مان گذرڻ کان پوءِ هڪ واحد وجود ۾ ملائي ويو آهي. ماپون ظاهر ڪن ٿيون ته ليزر-حوصلہ افزائي حرارتي پگھلڻ واري علائقي جي کوٽائي 227 μm تائين پهچي ٿي. اهو ظاهر ڪري ٿو ته انهن پيرا ميٽرز سان ليزر ويلڊنگ دوران، فوڪل پوزيشن جي محوري کوٽائي 227 μm تائين پهچي سگهي ٿي، جيڪا ساڳئي حالتن ۾ گاسين ليزر ويلڊنگ کان چار ڀيرا وڌيڪ آهي.
4. بيسل لينس ڪٿان خريد ڪجي؟
ويولينٿ آپٽو-اليڪٽرانڪ اعليٰ معيار جا بيسل لينس پيش ڪري ٿو جيڪي ليزر پروسيسنگ ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿين ٿا. ان پٽ بيم جي قطر جي سائيز کي ترتيب ڏيندي آئوٽ پُٽ بيم جي فوڪس جي کوٽائي جي ٽيونبلٽي هن بيسل بيم آپٽيڪل سسٽم جي سڀ کان وڌيڪ پرڪشش خصوصيت آهي.
| حصو نمبر | لهر جي ڊيگهه (nm) | ڪم ڪندڙ مفاصلو (ايم ايم) | وڌ ۾ وڌ ان پٽ بيم ڊائي (ايم ايم) | ڊزائين ڪيل ڊيپٿ آف فوڪس (ايم ايم) | ڪُل ڊيگهه (ايم ايم) |
|---|---|---|---|---|---|
| BESL-355-D10-T1 وضاحتون | 355 | 15.50 | 10 | 1.0 | 377.00 |
| BESL-532-10-D10 جا حصا | 532 | 11.86 | 10 | 1.5 | 202.84 |
| BESL-1064-D10-T2 لاءِ ڪارخانو | 1064 | 10.80 | 10 | 2.0 | 238.00 |
| BESL-1064-D20-T12 وضاحتون | 1064 | 15.00 | 20 | 12.0 | 315.05 |
پوسٽ جو وقت: آڪٽوبر-10-2024