1. ভূমিকা
1960 সালে প্রথম লেজারটি প্রকাশের পরে, বিভিন্ন ক্ষেত্রে লেজারের গবেষণা এবং এর প্রয়োগ দ্রুত বিকাশ লাভ করেছে। উচ্চতর নির্ভুলতা পরিমাপ, উপাদান কাঠামো বিশ্লেষণ, তথ্য সংরক্ষণ এবং যোগাযোগের ক্ষেত্রে এর উচ্চ সুসংগততা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। লেজারের উচ্চ নির্দেশনা এবং উজ্জ্বলতা উত্পাদন শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হতে পারে। লেজার ডিভাইসগুলির ক্রমাগত উদ্ভাবন এবং অপ্টিমাইজেশনের সাথে, নতুন উদ্দীপক বিকিরণ উত্সগুলি এবং সংশ্লিষ্ট প্রসেসগুলি, বিশেষত গত 20 বছরে, লেজার উত্পাদন প্রযুক্তি অনেকগুলি উচ্চ-প্রযুক্তি ক্ষেত্র এবং শিল্পগুলিতে প্রবেশ করেছে এবং কিছু traditionalতিহ্যবাহী প্রক্রিয়াকরণ শিল্পগুলিকে প্রতিস্থাপন বা রূপান্তর করতে শুরু করেছে।
1987 সালে, আমেরিকান বিজ্ঞানীরা মাইক্রো ইলেক্ট্রো মেকানিকাল সিস্টেমের (এমইএমএস) উন্নয়নের পরিকল্পনাটি সামনে রেখেছিলেন, যা মাইক্রো যন্ত্রপাতি সংক্রান্ত মানব গবেষণার এক নতুন যুগের চিহ্নিত করে। বর্তমানে মাইক্রোমাচিনিংয়ে ব্যবহৃত উত্পাদন প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে মূলত অর্ধপরিবাহী প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি, মাইক্রোলিথোগ্রাফি ইলেক্ট্রোফর্মিং (লিগা) প্রযুক্তি, অতি-নির্ভুলতা মেশিনিং প্রযুক্তি এবং বিশেষ মাইক্রোমাচিনিং প্রযুক্তি। তন্মধ্যে, বিশেষ মাইক্রোমেকাইনিং পদ্ধতিটি প্রক্রিয়াজাতকরণ শক্তির প্রত্যক্ষ প্রভাবের মাধ্যমে অণু বা পরমাণুগুলিকে একে একে অপসারণের লক্ষ্যে পৌঁছায়। বৈদ্যুতিক শক্তি, তাপশক্তি, হালকা শক্তি, শব্দ শক্তি, রাসায়নিক শক্তি ইত্যাদি আকারে বিশেষ মেশিনিং চালিত হয় সাধারণভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলি হ'ল ইডিএম, অতিস্বনক মেশিনিং, ইলেকট্রন বিম মেশিনিং, আয়ন মরীচি যন্ত্র, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল মেশিনিং ইত্যাদি In সাম্প্রতিক বছর,
২. লেজার মাইক্রোমাচিনিং প্রযুক্তির প্রধান প্রয়োগ
পোর্টেবল এবং মিনিয়েচারাইজেশনের দিকে বৈদ্যুতিন পণ্যগুলির বিকাশের সাথে ইউনিট ভলিউম তথ্য (উচ্চ ঘনত্ব) এবং ইউনিট টাইম প্রসেসিং গতি (উচ্চ গতি) উন্নতি মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক প্যাকেজিং প্রযুক্তির জন্য নতুন প্রয়োজনীয়তা পেশ করেছে। উদাহরণস্বরূপ, আধুনিক মোবাইল ফোন এবং ডিজিটাল ক্যামেরা প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে প্রায় 1200 আন্তঃসংযোগ দিয়ে সজ্জিত। চিপ প্যাকেজিংয়ের স্তর উন্নত করার মূলটি হ'ল বিভিন্ন স্তরগুলির লাইনের মধ্যে মাইক্রো ভায়াসের অস্তিত্ব রাখা, যা কেবল পৃষ্ঠের মাউন্ট করা ডিভাইস এবং নীচের সিগন্যাল প্যানেলের মধ্যে উচ্চ গতির সংযোগ সরবরাহ করে না তবে প্যাকেজিংয়ের ক্ষেত্রকে কার্যকরভাবে হ্রাস করে ।
অন্যদিকে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে মোবাইল ফোন, ডিজিটাল ক্যামেরা এবং ল্যাপটপের মতো হালকা পাতলা, সংক্ষিপ্ত এবং ছোট হিসাবে পোর্টেবল ইলেকট্রনিক পণ্যগুলির বিকাশের সাথে প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডগুলি (পিসিবি) ধীরে ধীরে লেয়ারিং এবং মাল্টি-ফাংশনাল বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে প্রধান দেহ হিসাবে উচ্চ ঘনত্ব আন্তঃসংযোগ প্রযুক্তি। স্তরগুলি এবং বাহ্যিক ডিভাইসগুলির স্থিরকরণের মধ্যে কার্যকরভাবে বৈদ্যুতিক সংযোগটি নিশ্চিত করার জন্য, মাল্টি-লেয়ার পিসিবি-র একটি গুরুত্বপূর্ণ অঙ্গ হয়ে উঠেছে। বর্তমানে, পিসিবি উত্পাদন ব্যয়ের জন্য তুরপুন ব্যয় সাধারণত 30% - 40% হয়ে থাকে। উচ্চ গতির, উচ্চ-ঘনত্বের পিসিবি ডিজাইনে ডিজাইনাররা সর্বদা আশা করেন যে বোর্ডের মধ্যে কেবল আরও বেশি ওয়্যারিংয়ের জায়গা না থাকায় আরও ভাল, আরও ভাল। এবং এর মাধ্যমে যত ছোট, উচ্চ-গতির সার্কিটের জন্য আরও উপযুক্ত। Traditionalতিহ্যবাহী যান্ত্রিক ড্রিলিংয়ের সর্বনিম্ন আকার মাত্র 100 μ মি, যা স্পষ্টতই প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পারে না। পরিবর্তে, একটি নতুন লেজার মাইক্রো মাধ্যমে গর্ত প্রক্রিয়াজাতকরণ পদ্ধতি গৃহীত হয়। বর্তমানে, শিল্পে একটি CO2 লেজার ব্যবহার করে 30-40 μ m ব্যাসের একটি ছোট গর্ত বা প্রায় 10 μ মিটার ব্যাসের সাথে একটি ছোট গর্ত পাওয়া সম্ভব।
লেজার মাইক্রোমাচিনিং প্রযুক্তি সরঞ্জাম উত্পাদন, অটোমোবাইল, এভিয়েশন স্পষ্টতা উত্পাদন এবং বিভিন্ন মাইক্রো-প্রসেসিং শিল্প যেমন কালি-জেট অংশ প্রক্রিয়াকরণ হিসাবে কাটা, ড্রিল, খোদাই, লেখক, তাপ অনুপ্রবেশ, ওয়েল্ড এবং ব্যবহার করতে পারেন 20 মাইক্রনের বেশি আকারের কালি-জেট প্রিন্টার। লেজার পৃষ্ঠের চিকিত্সা প্রযুক্তি যেমন মাইক্রো প্রেসিং, পলিশিং ইত্যাদি ব্যবহার করে বিভিন্ন মাইক্রো অপটিক্যাল উপাদানগুলি প্রক্রিয়াজাতকরণের জন্য বা কাঠামো পরিবর্তনের জন্য লেসার ফিলিং পোরস গ্লাসের মাধ্যমে, গ্লাস-সিরামিক এমোরফাইজেশন, তারপরে, বাহ্যিক যান্ত্রিক শক্তি সামঞ্জস্য করে , এবং তারপরে নরমকরণের পর্যায়ে মাইক্রো-অপটিক্যাল উপাদানগুলি প্লাজমা-সহায়তাযুক্ত মাইক্রো ফর্মিং দ্বারা প্রক্রিয়াজাত করা হয়।
কমন লেজার মাইক্রোমেকাইনিং প্রযুক্তি
লেজার মাইক্রোম্যাচিনিং প্রযুক্তির অনেক সুবিধা রয়েছে যেমন নন-যোগাযোগ, নির্বাচনী যন্ত্র, ছোট তাপ প্রভাবিত অঞ্চল, উচ্চ নির্ভুলতা এবং পুনরাবৃত্তির হার, অংশের আকার এবং আকারের উচ্চ যন্ত্রের নমনীয়তা। প্রকৃতপক্ষে, লেজার মাইক্রোম্যাচিনিং প্রযুক্তির বৃহত্তম বৈশিষ্ট্য হ'ল "সরাসরি লেখা", যা প্রক্রিয়াটি সহজ করে তোলে এবং মাইক্রোম্যাচিনগুলির দ্রুত প্রোটোটাইপিং উপলব্ধি করে। তদতিরিক্ত, এই পদ্ধতিতে জারা যেমন কোনও পরিবেশ দূষণ সমস্যা নেই, তাই এটি "সবুজ উত্পাদন" বলা যেতে পারে। মাইক্রোমাচিনিংয়ে দুটি ধরণের লেজার মাইক্রোমেকাইনিং প্রযুক্তি ব্যবহৃত হয়:
1) উপাদান অপসারণ মাইক্রোমেকাইনিং প্রযুক্তি, যেমন লেজার সরাসরি লেখার মাইক্রোমেকাইনিং, লেজার লিগা ইত্যাদি;
2) উপাদান স্ট্যাকিং মাইক্রোমেকাইনিং প্রযুক্তি, যেমন লেজার মাইক্রো স্টেরিওলিওগ্রাফি, লেজার-সহকারী বিস্তৃতি, লেজার নির্বাচনী সিন্টারিং ইত্যাদি।
অন্যান্য লেজার মাইক্রোমেকাইনিং প্রযুক্তি
পালস লেজার এচিং লেজার প্রযুক্তির একটি নতুন গবেষণা ক্ষেত্র। এটি সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফ্রিকোয়েন্সি-দ্বিগুণ লেজার বা পিকোসেকেন্ড, ফেমটোসেকেন্ড লেজার উচ্চ-নির্ভুলতা সিএনসি মেশিন সরঞ্জামের সাথে মিলিত করে বিভিন্ন উপকরণ এচ এবং প্রক্রিয়াজাত করে। এই উপকরণগুলির পৃষ্ঠের উপর গঠিত মাইক্রো স্ট্রাকচারের গুণমানটি তখন অনেক বেশি হয় যখন উপকরণগুলি একটি সংক্ষিপ্ত নাড়ির সাথে আবদ্ধ হয় এবং তারপরে সরানো হয়। 2001 সালে, জার্মানিতে হাইডেলবার্গ যন্ত্রগুলি ন্যূনতম 5 মিমি, ন্যূনতম মেশিনেবল বৈশিষ্ট্য আকার 10 মিমি এবং 1 মিমি যথার্থতার সাথে ফোকাস স্পট পেতে ট্রিপল ফ্রিকোয়েন্সি (তরঙ্গদৈর্ঘ্য 354.7nm) ব্যবহার করে। চিত্র 5 ডাব্লুসি / কোং-তে সজ্জিত ডাল লেজারের ত্রি-মাত্রিক আকার দেখায় লেজারের ফোকাল স্পটটির ব্যাস 5 মিমি, এবং ফিড-ইন এক্স এবং ওয়াইয়ের দিকটি 5 মিমি। 1.3 মিমি প্রতিটি স্তর জন্য সরানো হয়, এবং গড় পৃষ্ঠ রুক্ষতা 0.16 মিমি। নীতিমালা হিসাবে লেজার মাইক্রো কাটিং একই। যথাযথভাবে মরীচিটি ফোকাস করতে এবং শক্তির ইনপুটটিকে নির্ভুলভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে আলোর উত্স হিসাবে এটি ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ বা একটি ফেমটোসেকেন্ড লেজার ব্যবহার করে। তাপ প্রভাব ছোট এবং মাইক্রো অপসারণ কাটা বাহিত হয়।
৩. মাইক্রোমাচিনিং প্রযুক্তিতে আল্ট্রাসোর্ট ডাল লেজারের সর্বশেষতম বিকাশ
সিও 2 লেজার এবং ইয়াজি লেজার অবিচ্ছিন্ন এবং দীর্ঘ পালস লেজার। এগুলি প্রধানত উচ্চ শক্তি ঘনত্ব গঠনের দিকে মনোনিবেশ করে, যা স্থানীয় অঞ্চলে উপকরণগুলি হ্রাস করতে উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করতে পারে। এগুলি মূলত তাপীয় প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে সীমিত প্রক্রিয়াকরণের নির্ভুলতা সহ। এক্সিমাইমার লেজার উপাদান ফটোক্যামেসির সাথে যোগাযোগের জন্য তার সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (ইউভি) উপর নির্ভর করে এবং এর বৈশিষ্ট্যগত স্কেল একটি মাইক্রোমিটারের ক্রম পর্যন্ত পৌঁছতে পারে। তবে এক্সাইমার লেজারের জন্য প্রয়োজনীয় গ্যাস ক্ষয়কারী এবং নিয়ন্ত্রণ করা শক্ত। তদুপরি, উচ্চ-শক্তিযুক্ত ইউভি লেজার প্রসেসিং সিস্টেমের অপটিক্যাল উপাদানগুলির ক্ষতি করা সহজ, তাই এর প্রয়োগ সীমাবদ্ধ। লেজার ক্ষেত্রের আরও অধ্যয়নের সাথে, ন্যানোসেকেন্ড (10-9s) থেকে পিকোসেকেন্ড (10-12s) থেকে ফেমটোসেকেন্ড (10-l5s) পর্যন্ত লেজার পালসের সময়-ডোমেন প্রস্থটি আরও সংক্ষিপ্তভাবে সংকুচিত করা হয়।
ফেমটোসেকেন্ড ডাল লেজারের নিম্নলিখিত দুটি বৈশিষ্ট্য রয়েছে: (1) নাড়ির সময়কাল খুব কম। ফেমটোসেকন্ড ডালের সময়কাল কয়েকটি ফেমটোসেকেন্ডের মতো সংক্ষিপ্ত হতে পারে এবং আলো কেবল 1 এফএসে 0.3 μ মিটার প্রচার করে যা বেশিরভাগ কোষের ব্যাসের চেয়ে কম; (2) শিখর শক্তি খুব বেশি। Femtosecond লেজার কয়েক থেকে কয়েক শতাধিক ফেমটোসেকেন্ডে ডালের শক্তিকে কেন্দ্রীভূত করে, তাই এর শীর্ষ শক্তিটি খুব বেশি। উদাহরণস্বরূপ, যদি L μ J এর শক্তি কয়েকটি ফেমটোসেকেন্ডগুলিতে কেন্দ্রীভূত হয় এবং 10 μ মিটার স্পটে রূপান্তরিত হয় তবে এর অপটিক্যাল পাওয়ারের ঘনত্ব 1018w / সেমি 2 এ পৌঁছতে পারে এবং এর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের তীব্রতা 2 × 1012v / m তে রূপান্তরিত হতে পারে যা হাইড্রোজেন পরমাণুতে কুলম্ব ক্ষেত্রের শক্তি (5 × 1011v / এম) এর 4 গুণ, এটি সরাসরি পরমাণু থেকে বৈদ্যুতিনকে পৃথক করা সম্ভব।
লেজার এবং স্বচ্ছ পদার্থের মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়া থেকে, ডাল প্রস্থটি ক্রমাগত লেজার থেকে দশকে পিকোসেকেন্ডে হয় এবং ক্ষতির প্রক্রিয়াটি হিমসাগর আয়নীকরণ প্রক্রিয়া, যা প্রাথমিক বৈদ্যুতিন ঘনত্বের উপর নির্ভর করে, যখন উপকরণগুলিতে প্রাথমিক বৈদ্যুতিনের ঘনত্বের কারণে ব্যাপক পরিবর্তন ঘটে অমেধ্য অসম বিতরণ। অতএব, ক্ষতির প্রান্তে ব্যাপক পরিবর্তন হয়। লম্বা-পালস লেজারের ক্ষয়ের প্রান্তিকাকে 50% এর ক্ষতির সম্ভাবনা সহ লেজার শক্তি প্রবাহ ঘনত্ব হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, অর্থাৎ দীর্ঘ-পালস লেজারের ক্ষয়ের প্রান্তিকতা একটি পরিসংখ্যানগত মান value আল্ট্রাশোর্ট ডাল লেজারের ক্ষেত্র শক্তি খুব বেশি। আবদ্ধ ইলেক্ট্রন একই সময়ে এন ফোটনগুলি শোষণ করতে পারে এবং সীমানা স্তর থেকে বিনামূল্যে স্তরে সরাসরি রূপান্তর করতে পারে। যদিও আল্ট্রাশোর্ট ডাল লেজারের ফলে ক্ষতি একটি হিমসাগর আয়নায়ন প্রক্রিয়া হলেও এর ইলেক্ট্রনগুলি মাল্টিফোটন আয়নীকরণ প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং উপাদানটিতে প্রাথমিক ইলেকট্রন ঘনত্বের উপর আর নির্ভর করে না। অতএব, ক্ষতির প্রান্তের একটি সঠিক মান। পালস লেজারের ক্ষতির প্রান্তটি নাড়ির প্রস্থ কমার সাথে সাথে হ্রাস পায়। পিকোসেকেন্ড স্তরে, হ্রাসের হার হ্রাস হয় এবং ফেমটোসেকেন্ড স্তরে এটি প্রায় অপরিবর্তিত।
তদ্ব্যতীত, আল্ট্রাশোর্ট ডাল লেজারের ক্ষতির প্রান্তটি খুব নির্ভুল, লেজার শক্তি ক্ষতির প্রান্তের চেয়ে ঠিক সমান বা কিছুটা বেশি নিয়ন্ত্রণ করা হয়, তবে ক্ষতির প্রান্তের চেয়ে কেবলমাত্র উচ্চতর অংশটি বিমোচন সৃষ্টি করে এবং নীচে সাবমিক্রন প্রক্রিয়াজাতকরণ বিচ্ছিন্নতা সীমা বহন করা যেতে পারে। ফেমটোসেকেন্ড লেজারটি অতি উচ্চ-হালকা তীব্রতা তৈরি করতে পারে, সঠিক এবং কম ক্ষতির প্রান্তে থাকতে পারে, খুব কম তাপ প্রভাবিত অঞ্চল থাকতে পারে এবং প্রায় সমস্ত ধরণের পদার্থকে অবিকলভাবে প্রক্রিয়া করতে পারে। তদুপরি, প্রক্রিয়াজাতকরণের নির্ভুলতা খুব বেশি এবং সাবমিক্রোন আকারটি অবিকল প্রক্রিয়া করতে পারে।
লেজার মাইক্রোম্যাচিংয়ের উচ্চ উত্পাদন দক্ষতা, স্বল্প ব্যয়, স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য প্রক্রিয়াকরণের গুণমান, ভাল অর্থনৈতিক এবং সামাজিক বেনিফিট রয়েছে। ফেমটোসেকেন্ড লেজারটি স্বল্প নাড়ির সময়কাল, উচ্চ শিখর শক্তি এবং এর অনন্য সুবিধার সাথে traditionalতিহ্যবাহী লেজার প্রসেসিং পদ্ধতিটি ভেঙে দিচ্ছে এবং অতি-জরিমানা সামগ্রী, অ-তাপীয় ক্ষতি এবং 3 ডি স্পেস প্রসেসিং এবং প্রক্রিয়াকরণের একটি নতুন ক্ষেত্র তৈরি করছে। ফেমটোসেকন্ড লেজার প্রসেসিং প্রযুক্তির প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স, ফোটোনিক স্ফটিক ডিভাইস, উচ্চ তথ্য সংক্রমণ গতি (1tbit / s) সহ অপটিকাল ফাইবার যোগাযোগ ডিভাইস, মাইক্রোমেকাইনিং, নতুন ত্রিমাত্রিক অপটিকাল মেমরি, মাইক্রো মেডিকেল ডিভাইস উত্পাদন এবং সেল বায়োঞ্জিনিয়ারিং প্রযুক্তি এবং আরও অনেক কিছু।
কনক্লু সায়ন
শিল্পায়নের যুগে বিশ্বের সমস্ত দেশ বড় আকারের মেশিন তৈরি করতে গর্বিত; তথ্য প্রযুক্তির যুগে, সমস্ত উন্নত শিল্প দেশগুলি মাইক্রো পদার্থের গবেষণা এবং ক্রমবর্ধমান ছোট মেশিন তৈরির জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ; ন্যানো টেকনোলজির যুগে, জাতীয় প্রতিরক্ষা, মহাকাশ, ওষুধ এবং বায়োঞ্জিনিয়ারিংয়ের বিকাশের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে আজ মাইক্রো প্রসেসিং উত্পাদন শিল্পের সর্বাধিক সক্রিয় গবেষণার দিক হ'ল মাইক্রোমেকানিকাল প্রযুক্তির বিকাশের স্তরটি অন্যতম হয়ে উঠেছে একটি দেশের ব্যাপক শক্তি পরিমাপ করার মানদণ্ড। লেজার মাইক্রোমেকাইনিং প্রযুক্তি মাইক্রোমেকাইনিং প্রযুক্তিতে আরও এবং আরও অনন্য সুবিধা দেখায় এবং এর ব্যাপক বিকাশের সম্ভাবনা রয়েছে।