Nedavno je tim istraživača Wei Chaoyanga iz Centra za preciznu optičku proizvodnju i inspekciju Šangajskog instituta za optiku i precizne mašine (SIPM) Kineske akademije nauka (CAS) realizirao proizvodnju visoko UV laserom oštećenih fuzioniranih komponenti silicijum dioksida na bazi o karakterizaciji defekata i procesu uklanjanja CO2 lasera. Rezultati istraživanja objavljeni su u Light: Advanced Manufacturing.
Problem oštećenja spojenih komponenti silicijum dioksida izazvanog UV laserom ozbiljno je ograničio razvoj laserskih sistema velike snage. Trenutni proces kontaktnog brušenja i poliranja neizbježno ima defekte u procesu obrade, koje je teško u potpunosti ukloniti naknadnom obradom, što uvelike smanjuje performanse i vijek trajanja komponenti topljenog silicijuma.
Na osnovu mikrosekundne pulsne laserske tehnologije uniformne ablacije niskog naprezanja, istraživački tim je predložio metodu laserske kromatografije ablacije za karakterizaciju podzemnih defekata i spojio je sa brzim uklanjanjem materijala kako bi se postiglo potpuno uklanjanje podzemnih defekata u fazi mljevenja. Nakon toga, laserska konformna metoda čišćenja je korištena za čišćenje ponovno taloženih zagađivača na abliranoj površini, a lasersko poliranje taline je korišteno za izglađivanje putanje ablacije, realizirajući fleksibilnu obradu fuzioniranih komponenti silicijum-dioksida CO2 laserom u punoj vezi. U poređenju sa konvencionalnim procesom, veza za obradu CO2 laserom može efikasno inhibirati uvođenje grešaka u procesu i na taj način realizovati pripremu fuzionisanih komponenti silicijum dioksida sa višim pragovima oštećenja. Predložena laserska karakterizacija i metoda uklanjanja defekata pruža novi alat za proučavanje podzemnih defekata i formulaciju strategija suzbijanja, a također pruža novu ideju za obradu niskodefektnih komponenti topljenog silicijum-dioksida.
Ovaj rad je podržan od strane Nacionalnog ključnog istraživačkog i razvojnog programa Kine, Šangajskog programa Yangfan, Nacionalnog fonda za mlade prirodne nauke, Šangajske fondacije za prirodne nauke, Zajedničkog fonda za astronomiju i Udruženja za promociju mladih inovacija Kineske akademije nauka.
Napredak u proizvodnji uz pomoć lasera komponenti topljenog silicijum dioksida visoke otpornosti na oštećenja od UV lasera na Šangajskom institutu za optiku i mehaniku (SIOM)
Slika 1 (a) Konvencionalna procesna veza; (b) link za obradu CO2 laserom; (c) 3D metoda karakterizacije podzemnih defekta punog kalibra
Napredak u proizvodnji uz pomoć lasera komponenti topljenog silicijum dioksida sa visokom otpornošću na oštećenja od UV lasera na SIPM-u.
Slika 2 Poređenje performansi oštećenja između konvencionalnih i laserskih uzoraka: (a) 1-na-1 vjerovatnoća oštećenja (355 nm, 8,3 ns); (b) tipična morfologija oštećenja.
