Yaqinda Qiu Minning kelajakdagi sanoat tadqiqot markazida va "Vestleak universitetida" Mintaqaviy muhandislik maktabining yangi turini muvaffaqiyatli ishlab chiqdi, bu yuqori quvvatli lazerni qayta ishlashda issiqlik displeyini muvaffaqiyatli pasaytiradi. Jamoa semitografor texnologiyasini, yuqori aniqlikdagi 4 soat superlenzini tayyorlash, yuqori samarali tijorat ob'ektiv linzalariga bag'ishlangan va diffraktsiyalangan fokusga erishgan. Uzoq muddatli yuqori muddatli lazer nurlanishidan so'ng, qurilmaning ishlashi barqaror bo'lib qolmoqda va deyarli issiqlik chayqalmaydi. Ushbu yutuq yuqori quvvatli lazer tizimlarida katta yutuqni anglatadi va ularni qo'llash va samaradorligini oshirish uchun yangi ufqlarni ochadi. Tegishli tadqiqotlar natijalari "4sic metalli metallar: yuqori quvvatli lazer nurlanishida termallashtirish effektini engillashtirish" xalqaro jurnalining tegishli natijalari.
Tadqiqot fon
Lazerni qayta ishlashda, aniq nurli fokus juda muhimdir. Biroq, an'anaviy ob'ektiv linza materiallarining issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli yuqori energiya stysti tufayli yuqori quvvatli lazer nurlanishiga olib keladigan issiqlikning oqilona va samarali bo'lganligi sababli, fokusni siljitishning oldini olish va optik ko'rsatkichlarning tanazzulini va hatto qaytarib bo'lmaydigan zarar. Ushbu issiqlik siljishi nafaqat ishlov berishning to'g'riligiga ham ta'sir qiladi, balki ishlab chiqarish samaradorligi va jihozlarning ishonchliligini cheklaydi. Issiqlikni buzish muammosini engillashtirish uchun sovutish moslamalari tizimning ovoz balandligini, vaznini va narxini oshiradi va qurilmaning integratsiyasini va qo'llanilishini kamaytiradi. Shuning uchun, yuqori elektr energiyasini qayta ishlash va ixcham hajmda yuqori elektr energiyasini qayta ishlashda issiqlik siljishni bostirishi mumkin bo'lgan optik qurilmaning yangi turiga ehtiyoj bor.
Uchinchi avlod yarimo'tkazgich materiallari, kremniy karberi (SIC) keng tarmoqliGap kabi a'lo darajadagi xususiyatlarga ega, masalan, infraqizil-infraqizil-diapazon va ajoyib mexanik qattiqlikdagi kam yo'qotish. U yuqori energiya, yuqori haroratli va yuqori chastotali qurilmalar, optoelektronika va optikadagi katta salohiyatni ko'rsatadi. Mikro-Nano Prognozlash texnologiyasida 20 yildan ortiq tajribaga ega bo'lgan Qiu Minning ilmiy guruhi katta ahamiyatga ega, Nannastrasture-ni qayta ishlash texnologiyasini ishlab chiqdi, bu 4H-SIC materiallari uchun ommaviy ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqdi. Ushbu jarayonning keng doirasi asosida jamoa yuqori samarali tijorat ob'ektiv linzalarining optik ko'rsatkichlari bilan bog'liq 4H-Siclenkens kompaniyasini ishlab chiqdi. Oxir-oqibat, tadqiqot guruhi og'ir ahvolga soladigan darajada lazerni qayta ishlash bo'yicha sanoatning translyatsiya qilinadigan talablariga javob beradigan darajada barqaror va barqaror ishlash mumkin bo'lgan yuqori samarali superlenlenlar qurilmalariga muvaffaqiyatli erishdi.
Tadqiqot diqqatga sazovor joylar
Ushbu tadqiqotda Qiu Minning ilmiy guruhi tijorat maqsadlari bilan taqqoslanadigan va yuqori quvvatli lazerning nurlanishiga teng bo'lgan issiqlik oqimining optik oqimini muvaffaqiyatli pasaytirdi va issiqlikdagi latser nurlanishiga erishdi. . Tanlangan 4H-SIC materiallari yuqori singan spektakralga ko'rinadigan darajada, eng zo'r mexanik qiyalik, kimyoviy qarshilik va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligida kam zarar ko'radi. Optik test natijalari shuni ko'rsatadiki, 4-Sic Superlens tijorat maqsadlari bilan taqqoslanadigan optik ko'rsatkichlarga ega. Yuqori quvvatli lazerni nurlantirish testi, qattiq mehnat sharoitlarida uzoq muddatli qayta ishlash simulyatsiya qilindi va sic fotonikasi uchun yangi sovutish tizimiga qaramlikni ochib, barqaror ishlashni ko'rsatdi va .
Ushbu 4 soat superlenlenlari yuqori samarali tijorat ob'ektiviga (Mitutoyo {{{{}}} {{{}}}} bilan taqqoslanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, SIC Superlensning haddan tashqari kengligi 1,15 sm bo'lib, odatda yuqori quvvatli lazerlar tomonidan ishlab chiqarilgan va keng tarqalishning keng doirasidan oshadi. Dizayn va tayyorgarlikni muvozanatlash uchun qurilma izotropik nanopillyars sifatida izotropik nanopillyars va mkm balandligi, kesilgan to'lqinlar shaklida dinamik bosqichni taqdim etadi. Qo'shni supercelllar orasidagi davr - p=0. 6 mkm, diffratsiya cheklangan fokusga erishish mumkin. 4H-sicning bir burjlashi X va Y-Polarizatsiya qilingan voqealar o'rtasidagi engil fazali farqni keltirib chiqaradi, tadqiqot jamoasi har bir Supercell-ni sifatli omilni minimallashtirish orqali optimallashtirdi. Va nihoyat, 8 o'lchamdagi Supercelllar olinadi (2b-d), har bir tanlangan Supercell to'lqin uzunligida mos keladigan fazali modulyatsiyani qoplaydi. 0 0,85 dan katta va bejiz holdan katta polarizatsiya qilish.
SIC SIC SIC-ni tayyorlash bir qator yarimo'tkazgichlarni qayta ishlash texnologiyalarini qabul qiladi, masalan, elektron litografiya, jismoniy bug 'tushirilishi va pastki ravishda birlashtirilgan plazma qatlami. To'liq to'ldirilgan yuqori tomonlar nisbati 1,15 × 1,15 sm. 3-rasmda ko'rsatilganidek, tuzilish darajasi 6 0 0 0 0 0 0 0 0 "To'ldirish balandligi 1,009 mk mikroskopik" mikroskopi bilan o'lchanadi. Namunaviy tavsiflash natijalari qayta ishlash texnologiyasining ustunligini isbotlaydi. Ushbu yirik, yuqori aniqlikdagi, yuqori darajadagi, yuqori darajali, yuqori darajali nisbati, ommaviy ishlab chiqarishga erishish uchun shunga o'xshash moslamalarga nisbatan qo'llanilishi mumkin.
SIC-ni SIC Superlens-ning optik ishlashi o'z-o'zidan qurilgan yuqtirish mikroskopiyasi tasvirlash tizimidan foydalangan holda sinovdan o'tkazildi (3-rasmda ko'rsatilganidek). Tizim to'rtburchak lazerni 4 soat davomida 4 soat superlenzlariga 30 nm 30 nm 30 nm 30 nm ni ko'rsatadi va koaksial mikroskop tizimi orqali CCD ni anglaydi. Skanerlash testi fokal tekislikdagi ± 35 mkm diapazonida o'tkazildi va fokal tekislik va fokusli maydonni tekshirish (3G-H shaklida ko'rsatilganidek). Ma'lumotni tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, markaziy uzunlikdagi fokus maydonida Gaussian tarqalishini ko'rsatadi. Fokal samolyotida engil intensivlik dissertatsiyalari ajoyib diqqatga sazovor joyni ko'rsatdi (3i-j) va diqqatning yarmini kengligi 2,9 mkm edi. Sinov natijalariga ko'ra, 4 soat superlenlarining asosiy samaradorligi 96,31% deb hisoblanadi. Hodisa va 4 soat superlenlarining chiqishi optik quvvat metridan foydalangan holda o'lchandi va qurilmaning o'tkazuvchanligi 0,71 deb hisoblanadi. Ushbu optik test natijalariga ko'ra, 4-sperlens tijorat ob'ektiv linzalari bilan taqqoslanadigan optik ko'rsatkichlarni namoyish etadi va lazerni qayta ishlash tizimlarida bir xil ishlov berish imkoniyatlariga erishishi mumkin.
Yuqori quvvatli doimiy ishlov berish sharoitlarini lazerli qayta ishlash sharoitida taqqoslash uchun bir xil optik yo'lni sinchkovlik bilan ishlatish, ammo yorug'lik manbai 15 soat {{16} 0 bilan almashtirildi lazer. Qurilma haroratidagi o'zgarishlar, fokal tekislik va 4H-SIC Superlens va tijorat ob'ektiv ob'ektivlarining keskin ta'siri 1 soat davom etishi uchun sinovdan o'tkazildi. Infraqizil issiqlikdagi sirt haroratidagi o'zgarishlar 4a-b-rasmda ko'rsatilgan. 60 daqiqa yuqori darajadagi lazerning nurlanishidan so'ng, 4 soat superlenlarining harorati atigi 3,2 darajaga oshdi va haroratning o'zgarishi ob'ektiv linzalarning atigi 6 foizini tashkil etdi (54,0 daraja). An'anaviy ob'ektiv linzalar bilan taqqoslaganda, 4H-sperlens taxminan 10 daqiqa davomida qo'shimcha sovutish komponentlarisiz barqaror bo'lishi mumkin va harorat o'zgarishi kamroq va harorat pastroq. Ushbu ajoyib termal boshqaruv faoliyatini og'ir ish sharoitlarida SIC Superlens samaradorligini namoyish etadi.
Qurilmaning optik chiqishidagi o'zgarishlarni aks ettirish maqsadida CCD 1 soat ichida qurilmaning fokal tekisligini qayd etish uchun ishlatilgan (4c-d rasmda ko'rsatilganidek). Sinov natijalari shuni ko'rsatadiki, 4 soat superlensining aniq ofitsetasi yo'q, tijorat ob'ektiv ob'ektivining diqqat markazida 30 daqiqadan keyin tijorat maqsadining markazi aniq qoplanadi va nihoyat CCD haddan tashqari ofset bo'lishi mumkin. Yarim balandlikning to'liq kengligi va markazning markaz koordinatalari tasvirni qayta ishlash orqali olinadi va fokus koordinatalari dastlabki joy almashish ma'lumotlarini olish uchun dastlabki pozitsiyaning boshlang'ich holatiga taqqoslanadi. Uzluksiz yuqori quvvatli lazerni nurlantirishdan so'ng Z o'qi platformasi optik o'qi bo'ylab qurilmaning qopqog'ini olish uchun fokal samolyotining boshqa joyga ko'chib o'tishga qaytadi. Tijorat maqsadining fokal tekisligi 213 mkm bo'lib, 4 soat superlenlarining fokusli samolyotlari atigi 13 mkm bo'lib, uning yuqori quvvatli lazer nurlanishida juda yaxshi optik barqarorlik va izchillik.
Lazerni kesuvchi eksperiment og'ir lazerni kesish jarayonida termallashtirish ta'sirini qayta ishlash ta'sirini taqqoslash uchun bir xil optik yo'ldan foydalangan holda amalga oshirildi. Ekspero'rlanish 4H-Sic Unersni tanlab, kesilgan material kabi jarayonni juda qiyin. Kesish optik yo'lakni skanerlash testi tomonidan kalibrlangan edi. Kalibrlashdan so'ng kesish X yo'nalish bo'ylab har 10 daqiqada va 1 soat ichida kesish ta'siridagi o'zgarishlar qayd etildi. Kesilgan gofrokning kesishgan bo'limi optik mikroskopi (4E-f rasmda ko'rsatilganidek). Natijalar shuni ko'rsatdiki, 4H-SIC Superennesning lazerli ishlashi 60 daqiqali operatsiyadan so'ng barqaror bo'lib qoldi, tijorat maqsadining diqqat markazida 30 minutdan keyin substrat ichki tomoniga qarab o'zgartirilgan. Ma'lumotni tahlil qilish shuni ko'rsatdiki, 4 soat superlenzenzinlarining pasayishining 1 soatidan keyin tijorat maqsadining atigi 11,4% bo'lganligi aniqlandi. Eksperimental natijalari fokal samolyotining ofset sinovini tasdiqladi va haqiqiy sanoat dasturlarida 4H-SIC Superlens-ning yuqori qurilmalarini aks ettirdi.
Xulosa va Outlook
Ushbu tadqiqot 4H-Siclens Superlenzlarni taklif qildi, bu eng yuqori quvvatli lazerni qayta ishlashda issiqlik siljishini engillashtirishi mumkin. Eksperimental natijalar shuni ko'rsatadiki, 4H-SIC superlinenlari o'zining mukammal issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli eng yaxshi termal barqarorlik va optik ko'rsatkichlarga erishmoqda. Superenlens yuqori samarali tijorat maqsadlariga muvofiq va nanocolumpeumpeumpeumes superceleslariga asoslanib, u polarizatsiya uchun befarq ekanligiga yordam beradi. 4-SII Superlensning katta aspiraslining tayyorlanishi yarim savdoga ishlov berish texnologiyasini ommaviy ishlab chiqarishga mos keladigan yarim savdoadoshi qayta ishlash texnologiyasi bilan muvaffaqiyatli hal qilindi. Eksperimentlar shuni ko'rsatadiki, superlinenlar differentcal uzunlikka qarab cheklangan fokusning cheklanganligini va doimiy ravishda o'rtacha siljish sharoitida ajoyib barqarorlikni namoyish etadilar, bu tijorat ob'ektiv linzalaridan ancha yaxshi. Lazerni kesish dasturlarida ushbu superenlenlardan foydalangan holda kesish morfologiyasi kam o'zgaradi. Ushbu natijalar an'anaviy ob'ektiv linzalar bilan taqqoslaganda 4H-Superlensning an'anaviy ob'ektiv linzalaridan yuqori darajada ishlashini ta'kidlaydi. Ko'rilayotgan tadqiqotlar va optimallashtirish bilan, 4esh Sicle Superenzes yuqori quvvatli lazer tizimlarida keng qo'llanilishi va tegishli sohalarni rivojlantirishga ko'maklashishini kutmoqda. Kubter dizayni va a'lo darajadagi optik va issiqlik ko'rsatkichlari bilan ushbu metasurfa qurilmalarining yangi avlodi kengaytirilgan voqelik, aerokosozlik va lazerni qayta ishlash, hozirgi sanoatdagi asosiy issiqlik boshqarmalarining asosiy muammolarini samarali hal qilishi mumkin.
Chen Boyu va Sun Xiaoyu, G'arbiy Leyk universiteti va G'arbiy Leyk universitetining qo'shma doktori talabalari, "G'arbiy Leyk" universitetining "G'arbiy Leyk" universitetining "G'arbiy Lake" universitetining "Gua" laboratoriyasining "Gua" laboratoriyasining "Meian" direktori Doktor DU KAIKAI. Nano (Xanchhou) Texnologiyalar Co., Ltd. va G'arbiy Leyk universiteti Ding Tadqiqotchisi, G'arbiy Leyk universitetining Optoelektronika instituti tarkibidagi vakillik mualliflari. Ilmiy-tadqiqot ishlari Xitoy milliy tabiiy ilmiy-texnikasi va Guangdong viloyatining asosiy asoslari va amaliy ilmiy-tadqiqot jamg'armasi tomonidan qo'llab-quvvatlandi va kelajakda sanoat tadqiqot markazi va G'arbiy Leyk universitetining ilg'or mikro-Nano-ni qo'llab-quvvatladi.
