Ali poznate industrijsko uporabo laserjev DPSS? (3. del)

DPSS polprevodniški laserjije visoko zmogljiv laserski izdelek, nova generacija polprevodniškega laserja z dolgo življenjsko dobo, nizko porabo energije, visoko stabilnostjo, visokim razmerjem med signalom in šumom, visoko kakovostjo žarka ter možnostjo miniaturizacije in drugimi prednostmi.

5. Kvantna tehnologija

Nastajajoče področje kvantne tehnologije obljublja pomemben razvoj na različnih področjih, vključno z meroslovjem, kibernetsko varnostjo in računalništvom. Obstaja že veliko organizacij, ki se za najbolj natančne meritve časa zanašajo na atomske ure, in obstaja veliko gibanje za prenos kvantnih gravimetrov iz laboratorija na teren za spremljanje toka magme v ledenih kapah in vulkanih. Podjetja za raziskovanje nafte so odkrila puščanje znotraj na tisoče kilometrov dolgih cevovodov pod morjem, ki so za industrijo predragi. GPS se zdaj uporablja vsak dan v avtomobilih, mobilnih telefonih ali v zadnjem času v pametnih napravah iot. Toda kaj se zgodi, če vstopite v dolg predor ali želite kopati globoko pod zemljo? Trenutna tehnologija nima dovolj natančnosti, ki bi vam pomagala pri krmarjenju v tej situaciji, vendar je »Pozicioniranje, navigacija in časovno določanje« (na kratko PNT) ena ključnih tehnologij, ki se razvijajo z napredkom raziskav kvantne tehnologije.

Kvantna tehnologija se osredotoča na uporabo natančnih in stabilnih delcev ali atomov, razumevanje lastnosti teh atomov pa nam pomaga izboljšati natančnost naših meritev časa in prostora. Da bi lahko s temi atomi sodelovali, jih je treba najprej upočasniti oziroma »ohladiti«, da bi jih lahko temeljiteje pregledali. Za hlajenje atomov in njihovo pregledovanje se uporablja visoko koherentna svetloba, kot so laserji z diodnim črpanjem v trdnem stanju (DPSS). Pri kvantnih aplikacijah ožja kot je širina črte laserja, boljši je pričakovani signal od atoma. Prav tako je pomembno izbrati valovno dolžino, povezano z atomom, ki ga želite zajeti. Z razvojem in miniaturizacijo optične pikčaste ure je mogoče doseči natančnost GPS pod milimetrsko raven. Zaradi natančnosti teh naprav naj bi bile tudi samozadostne, brez potrebe po stalnih satelitskih komunikacijah. Kvantni senzorji so še ena veja aplikacij QT, ki imajo potencial za izboljšanje trenutnih gravitacijskih in magnetometričnih aplikacij, ki jih je mogoče uporabiti za sondiranje podzemnih struktur ali celo iskanje predmetov v globokem oceanu.

6. Fluorescenca

Fotoluminiscenca je splošni izraz, ki zajema tako fluorescenco kot fosforescenco. V najstrožjem smislu je fluorescenca svetloba, ki se oddaja od vzbujanja do enega od singletnih stanj v materialu - običajno zelo hitra emisija po vzbujanju - medtem ko je fosforescenca svetloba, ki se oddaja iz tripletnega stanja - kar povzroči počasnejše in bolj zakasnjeno oddajanje svetlobe.

Fotoluminiscenca je oblika luminiscence - oddajanje svetlobe materiala, ki ga povzroči absorpcija energije - ta nato absorbira svetlobno energijo, kar povzroči, da material oddaja na različnih valovnih dolžinah.

Ti izrazi se običajno ne uporabljajo na ta specifičen način in na splošno lahko fluorescenco razumemo kot hiter proces luminescence po vzbujanju, običajno na nanosekundni ravni ali pod njo, v nasprotju s počasnejšo fosforescenco, ki se običajno šteje za mikrosekundno raven ali nad njo. . Medtem ko lahko širokopasovni svetlobni viri proizvedejo veliko fotoluminiscence, številne aplikacije zahtevajo hiperspektralno in prostorsko natančnost, kot je konfokalna mikroskopija, pregled kristalnih napak ali dinamične mešanice fluorescentnih barvil in fluoroforjev.

Številne aplikacije združujejo fluorescenco z drugimi meritvami, kot je Raman, kjer sposobnost obeh tehnik za uporabo istega vira vzbujanja poenostavi integracijo in analizo podatkov. Tipičen primer je proizvodnja in raziskava sončnih celic, kjer se za analizo visoko strukturiranih površin uporabljata dve tehniki - na primer fluorescenca za preverjanje inherentnih lastnosti, kot je življenjska doba nosilca ali učinkovitost, in ramanska mikroskopija za določanje enotnosti lastnosti.

7. Optična pinceta

Optična pinceta, znana tudi kot optična manipulacija ali optično zajemanje, je tehnika, ki omogoča uporabo visoko fokusiranih laserjev za zajemanje in premikanje majhnih delcev. Ko se laser usmeri na delec, se spremeni lomni količnik in rahlo spremeni smer potovanja, pri čemer se premika vzdolž gradienta jakosti električnega polja. To deluje na delec z nasprotno silo in če je delec manjši od samega žarka, povzroči, da je "ujet" v središču pasu žarka, kjer je električna poljska jakost največja.

To se je izkazalo za zelo uporabno orodje na številnih področjih. S to tehnologijo se manipulira vse od posameznih atomov do majhnih strojev po meri in bioloških celic. Večina bioloških vzorcev sevanje NIR (npr. 1064 nm) ne poškoduje. Posledično lahko znanstveniki zdaj zlahka izolirajo posamezne bakterije in viruse za preučevanje brez mehanskega poseganja vanje. Ključ do te tehnologije je pridobitev "trdnega oprijema" delcev, odlična moč in stabilnost pri usmerjanju, kot tudi odlična okroglost žarka in nizek šum.

8. Foto jedkanica

Litografija je prenos oblikovanega vzorca na ravno površino, neposredno ali prek vmesnega medija - izključuje površine, kjer vzorec ni potreben. Pri litografiji s fotomasko je dizajn vzorčen na substrat, za osvetlitev vzorca pa se uporabi laser, ki omogoča, da se naneseni material jedka v pripravi za nadaljnjo obdelavo. Ta metoda litografije se pogosto uporablja v množični proizvodnji polprevodniških čipov.

Zmožnost projiciranja ostrih slik majhnih funkcij na čip je omejena z valovno dolžino uporabljene svetlobe. Trenutna najsodobnejša orodja za litografijo uporabljajo globoko ultravijolično (DUV) svetlobo in te valovne dolžine bodo še naprej obsegale globoko ultravijolično (193 nm), vakuumsko ultravijolično (157 nm in 122 nm) in daleč ultravijolično (47 nm in 13 nm) v prihodnosti. Za IC, MEMS in biomedicinske trge, kjer povpraševanje po širokem naboru funkcij in velikosti substratov narašča, zapleteni izdelki in pogoste spremembe dizajna zvišujejo stroške izdelave teh zelo prilagojenih rešitev v manjših količinah. Tradicionalne litografske rešitve, ki temeljijo na fotomaski (photomask), niso niti ekonomične niti praktične za mnoge od teh aplikacij, kjer se stroški in čas, potrebni za načrtovanje in izdelavo velikega števila kompletov mask, lahko hitro povečajo.

Vendar zahteve glede zelo kratke ultravijolične valovne dolžine ne vplivajo na aplikacije litografije brez maske, namesto tega uporabljajo laserje v modrem in ultravijoličnem območju. Pri litografiji brez maske laser ustvari mikrone in nanostrukture neposredno na površini fotoobčutljivega materiala. Ta splošna metoda litografije se ne zanaša na potrošni material maske in lahko hitro spremeni postavitev. Posledično postaneta hitra izdelava prototipov in razvoj enostavnejša, s prednostjo večje prilagodljivosti oblikovanja ob ohranjanju velike pokritosti (kot so 300 mm polprevodniške rezine, ploski zasloni ali PCBS).

Za izpolnjevanje potreb po hitri proizvodnji imajo laserji za litografijo brez mask podobne značilnosti kot tiste, ki se uporabljajo v aplikacijah fotomask:

Neprekinjeni viri valov z dolgoročno stabilnostjo moči in valovne dolžine ter ozke širine črt pomenijo manj variacij v podpisu maske.

Dolga življenjska stabilnost z malo vzdrževanja ali brez motenj v proizvodnih ciklih je pomembna za obe aplikaciji.

Laserji DPSS z izjemno stabilno ozko širino črte, stabilnostjo valovne dolžine in stabilnostjo moči so zelo primerni za obe metodi litografije.

Kontaktni podatki:

Če imate kakršne koli ideje, se obrnite na nas. Ne glede na to, kje so naše stranke in kakšne so naše zahteve, bomo sledili svojemu cilju, da svojim strankam zagotovimo visoko kakovost, nizke cene in najboljšo storitev.