تُعدّ معالجة الليزر شائعةً في حياتنا اليومية، وكثيرٌ منا على درايةٍ بها. قد تسمع كثيراً مصطلحات مثل ليزر النانوثانية، وليزر البيكوثانية، وليزر الفيمتوثانية. جميعها تنتمي إلى فئة الليزر فائق السرعة. ولكن هل تعرف كيف تُميّز بينها؟
تُعدّ معالجة الليزر شائعةً في حياتنا اليومية، وكثيرٌ منا على درايةٍ بها. قد تسمع كثيراً مصطلحات مثل ليزر النانوثانية، وليزر البيكوثانية، وليزر الفيمتوثانية. جميعها تنتمي إلى فئة الليزر فائق السرعة. ولكن هل تعرف كيف تُميّز بينها؟
أولاً، دعونا نكتشف ما تعنيه كلمة "ثانية".
1 نانوثانية = 10-9 ثانية
1 بيكو ثانية = 10-12 ثانية
1 فيمتوثانية = 10-15 ثانية
لذلك، يكمن الاختلاف الرئيسي بين ليزر النانو ثانية وليزر البيكو ثانية وليزر الفيمتو ثانية في مدتها الزمنية.
معنى الليزر فائق السرعة
منذ زمن بعيد، حاول العلماء استخدام الليزر في عمليات التصنيع الدقيق. إلا أن الليزر التقليدي يتميز بنبضات طويلة وكثافة منخفضة، مما يجعل المواد المراد معالجتها عرضة للانصهار والتبخر. ورغم إمكانية تركيز شعاع الليزر في بقعة صغيرة جدًا، إلا أن تأثير الحرارة على المواد يبقى كبيرًا، مما يحد من دقة المعالجة. ولا سبيل لتحسين جودة المعالجة إلا بتقليل تأثير الحرارة.
لكن عند استخدام الليزر فائق السرعة لمعالجة المواد، يتغير تأثير المعالجة بشكل ملحوظ. فمع الزيادة الهائلة في طاقة النبضة، تصبح كثافة الطاقة العالية كافية لإزالة الطبقة الإلكترونية الخارجية. ولأن التفاعل بين الليزر فائق السرعة والمواد قصير جدًا، فإن الأيون يكون قد أُزيل بالفعل من سطح المادة قبل أن ينقل الطاقة إلى المواد المحيطة، وبالتالي لا يحدث أي تأثير حراري على هذه المواد. لذلك، تُعرف معالجة الليزر فائق السرعة أيضًا بالمعالجة الباردة.
تتعدد تطبيقات الليزر فائق السرعة في الإنتاج الصناعي. فيما يلي بعض الأمثلة:
1. حفر الثقوب
في تصميم لوحات الدوائر الإلكترونية، بدأ استخدام قواعد خزفية بدلاً من القواعد البلاستيكية التقليدية لتحسين التوصيل الحراري. ولتوصيل المكونات الإلكترونية، يلزم حفر ثقوب دقيقة للغاية (بمستوى الميكرومترات) على اللوحة. لذا، أصبح الحفاظ على استقرار القاعدة دون تأثرها بالحرارة أثناء عملية الحفر أمرًا بالغ الأهمية. ويُعدّ ليزر البيكوثانية الأداة المثالية لتحقيق ذلك.
يُتيح ليزر البيكوثانية حفر الثقوب بتقنية الحفر الدقاق، مع الحفاظ على تجانس الثقب. وإلى جانب لوحات الدوائر الإلكترونية، يُمكن استخدام ليزر البيكوثانية أيضًا لحفر ثقوب عالية الجودة في الأغشية البلاستيكية الرقيقة، وأشباه الموصلات، والأغشية المعدنية، والياقوت.
2. التحديد والقص
يمكن تشكيل خط من خلال المسح المستمر لتراكب نبضة الليزر. يتطلب ذلك مسحًا مكثفًا للوصول إلى عمق داخل السيراميك حتى يصل الخط إلى سدس سمك المادة. بعد ذلك، يتم فصل كل وحدة على حدة عن قاعدة السيراميك على طول هذه الخطوط. يُطلق على هذا النوع من الفصل اسم "النقش".
هناك طريقة أخرى للفصل وهي القطع بالاستئصال الليزري النبضي. تتطلب هذه الطريقة استئصال المادة حتى يتم قطعها بالكامل.
بالنسبة لعمليات الكتابة والقطع المذكورة أعلاه، يعتبر ليزر البيكو ثانية وليزر النانو ثانية الخيارين المثاليين.
3. إزالة الطلاء
من تطبيقات الليزر فائق السرعة في التصنيع الدقيق إزالة الطلاء. ويعني ذلك إزالة الطلاء بدقة متناهية دون إتلاف المواد الأساسية أو إتلافها بشكل طفيف. يمكن أن تكون عملية الإزالة على شكل خطوط بعرض عدة ميكرومترات أو على نطاق واسع يصل إلى عدة سنتيمترات مربعة. ولأن عرض الطلاء أصغر بكثير من عرض منطقة الإزالة، فإن الحرارة لا تنتقل إلى الجوانب. وهذا ما يجعل ليزر النانو ثانية مناسبًا جدًا.
يتمتع الليزر فائق السرعة بإمكانيات هائلة ومستقبل واعد. فهو لا يتطلب معالجة لاحقة، ويتميز بسهولة دمجه، وكفاءة معالجة عالية، واستهلاك منخفض للمواد، وانخفاض التلوث البيئي. وقد استُخدم على نطاق واسع في صناعات السيارات والإلكترونيات والأجهزة المنزلية والآلات وغيرها. ولضمان استمرار تشغيل الليزر فائق السرعة بدقة عالية على المدى الطويل، يجب الحفاظ على درجة حرارته بشكل جيد. تُعد مبردات المياه المحمولة من سلسلة S&A Teyu CWUP مثالية لتبريد الليزر فائق السرعة حتى 30 واط. تتميز وحدات تبريد الليزر هذه بدقة فائقة تصل إلى ±0.1 درجة مئوية، وتدعم وظيفة اتصال Modbus 485. وبفضل تصميم الأنابيب المُحكم، انخفضت احتمالية تكوّن الفقاعات بشكل كبير، مما يقلل من تأثيرها على الليزر فائق السرعة.
نحن هنا من أجلك عندما تحتاج إلينا.
يرجى ملء النموذج للتواصل معنا، وسنكون سعداء بمساعدتك.
