Технологии обработки материалов

Фемтосекундные лазерные импульсы находят широкое применение для прецизионной обработки различных материалов. Так как лазерный импульс очень короткий — тепло не уходит в стороны, и поэтому границы любого отверстия, профиля, желобка, получаются очень резкими, с нанометровыми характеристическими размерами. Ультракороткие лазерные импульсы вызывают повреждение и выброс поверхностного нанослоя толщиной от 10 нм. Во многих материалах образуются кратеры с плоским дном и резкими границами за счёт сверхбыстрых фазовых превращений и разлёта вещества, характерных только для таких импульсов.

Лазерная технологическая система для прецизионной обработки материалов, изготовленная в нашем центре, собрана на основе фемтосекундного волоконного лазера. Лазер имеет большую частоту повторения импульсов (5 кГц), возможность генерации на коротких длинах волн, высокую стабильность и большой ресурс работы.
Технологическая система состоит из нескольких функциональных узлов, позволяющих перемещать  образец по траектории, задаваемой программой. При короткой длине волны излучения лазера можно получить на поверхности объекта пятно субмикронных размеров.
С помощью фемтосекундной лазерной технологической системы была разработана технология резки и профилирования кварцевых и алмазных пластин.
Канавки шириной порядка 10 мкм на поверхности полупроводника, вырезанные лазерными импульсами. Величина неровностей на краях канавок менее 1,5 мкм.

Атомный силовой микроскоп показал, что максимальный размер неоднородностей границы при резке составлял величину менее 1 мкм. Другой успешно решённой  технологической задачей стало удаление токопроводящих металлических покрытий толщиной 50 нм с поверхности полупроводника с шириной профиля около 1 мкм и со сложной структурой. Способность фемтосекундного лазерного импульса удалять слои материала нанометровой толщины позволила разработать технологию балансировки электронных гироскопов на полупроводниковой подложке с характерным размером элементов структуры порядка 100 мкм.

Comments are closed.