Որ նյութերն ու մակերեսներն են կարող մաքրվել լազերային մաքրման սարքերով:(6)

Ճիշտ լազերի և գործընթացային պարամետրերի ընտրություն

Լազերային մաքրումը հզոր գործիք է, սակայն միայն այն դեպքում, երբ այն ճշգրիտ կերպով է կարգավորված: Ցանկացած լազերային մաքրման գործընթացի արդյունավետությունը, արդյունավետությունն ու անվտանգությունը կախված է լազերային և սկանավորման բազմաթիվ պարամետրերի ճիշտ ընտրությունից և հավասարակշռությունից: Այս փոփոխականները ուղղակիորեն վերահսկում են, թե որքան էներգիա է հասնում մակերեսին, թե ինչպես է այն մատուցվում և թե որքանով է համակարգը տարբերում աղտոտիչը հիմնական նյութից:

Օպտիմալ արդյունքների հասնելու համար՝ առավելագույն կեղտի հեռացում և զրոյական կամ նվազագույն սուբստրատի վնասում, կարևոր է ճշգրտել հետևյալ հիմնական պարամետրերը՝ կախված նյութից, աղտոտման տեսակից և մակերևույթի վիճակից՝ ալիքի երկարություն, իմպուլսի տևողություն, էներգիայի խտություն, կրկնման հաճախականություն և սկանավորման արագություն:

波长

Ալիքի երկարությունը սահմանում է լազերային ճառագայթի գույնը (կամ ավելի ճիշտ՝ էներգիայի մակարդակը) և ուղղակիորեն ազդում է նյութի կողմից էներգիայի կլանման վրա:

Ենթակարմիր (1064 նմ, Nd:YAG կամ մանրաթելային լազերներ). Արդյունավետ է մետաղների և օքսիդների համար, որտեղ ժանգը կամ աղտոտողները ավելի շատ էներգիա են կլանում, քան հիմնական մետաղը:

Կանաչ (532 նմ). Ավելի լավ կլանում է որոշ ներկերում, պոլիմերներում և տպագրված սխեմաների ծածկույթներում:

Մանրամասն (355 նմ, excimer լազերներ). Լավագույնն է օրգանական նյութերի, բարակ թաղանթների և փոքր մակերևույթների համար, ինչպիսիք են պլաստմասսաները կամ էլեկտրոնիկան:

Հիմնական սկզբունք. Ընտրեք այնպիսի ալիքի երկարություն, որը բարձր կեղծով կլանվի աղտոտողի կողմից, սակայն նվազագույն չափով՝ սուբստրատի կողմից, որպեսզի ապահովվի ընտրողաբար հեռացում:

Իմպուլսի տևողություն (իմպուլսի տևողություն)

Պուլսի երկարությունը որոշում է, թե որքան է տևում յուրաքանչյուր լազերային իմպուլսը՝ սովորաբար չափվում է նանովրկյաններով (ns), պիկովրկյաններով (ps) կամ ֆեմտովրկյաննեով (fs): Այն որոշում է, թե ինչքան արագ է հաղորդվում էներգիան:

Նանովրկյան լազերներ (ns). Հաճախ օգտագործվում են արդյունաբերական մաքրման համար. արդյունավետ են ժանգի, ներկի և մասշտաբի համար, սակայն կարող են առաջացնել փոքր ջերմային ազդեցություններ:

Պիկովրկյան լազերներ (ps). Ավելի արագ են հաղորդում էներգիան՝ նվազագույն ջերմության փոխանցում ենթաշերտին. իդեալական են ճշգրիտ կիրառման համար:

Ֆեմտովրկյան լազերներ (fs). Ուլտրակարճ իմպուլսներ, որոնք առաջացնում են «սառը աբլացիա» էֆեկտ. հիանալի են ջերմության նկատմամբ զգայուն նյութերի կամ միկրոսանդղակի մակերեսների համար:

Կարճ իմպուլսների տևողությունը նվազեցնում է ջերմության դիֆուզիան, նվազագույնի է հասցնում ջերմային ազդեցության գոտին (HAZ) և պահպանում է ենթաշերտի ամբողջականությունը, հատկապես արտացոլող կամ ցածր հալման նյութերի դեպքում:

Փոխանցվող էներգիայի խտություն (Fluence)

Փոխանցվող էներգիայի խտությունը (Fluence) մեկ իմպուլսով մեկ միավոր մակերեսին հաղորդվող էներգիայի քանակն է (Ջոուլ/սմ²): Սա մաքրման արդյունավետությունը որոշող ամենակարևոր պարամետրերից մեկն է:

Ցածր ինտենսիվություն (<1 Ջ/սմ²). Կարող է բավարար չլինել աղտոտվածությունը հեռացնելու համար կամ միայն թեթև կպած նյութեր մաքրելու համար:

Միջին ինտենսիվություն (1–5 Ջ/սմ²). Արդյունավետ է շատ տարածված աղտոտվածությունների համար, ինչպիսիք են ժանգը, օքսիդները և ներկը:

Բարձր ինտենսիվություն (>5 Ջ/սմ²). Անհրաժեշտ է հաստ կամ դիմադրում տվող շերտերի համար, սակայն ստորոստի վնասման ռիսկ է ներկայացնում, եթե ճիշտ չվերահսկվի:

Օպտիմալ ինտենսիվությունը կախված է աղտոտվածության կապի ամրությունից և ջերմային հատկություններից: Վերամշակման շեմը գերազանցելը ապահովում է մաքրումը, սակայն չպետք է գերազանցի ստորոստի վնասման շեմը:

Փուլերի կրկնման հաճախականություն

Փուլերի կրկնման հաճախականությունը վերաբերում է այն լազերային իմպուլսների քանակին, որոնք արտանետվում են վայրկյանում, սովորաբար չափվում է կիլոհերցով (կՀց):

Ցածր կրկնման հաճախականություն (<10 կՀց). Ավելի բարձր էներգիա յուրաքանչյուր իմպուլսի համար, սակայն ավելի դանդաղ է՝ օգտակար ճշգրիտ և խորը մաքրման համար:

Բարձր կրկնման հաճախականություն (10–200+ կՀց). Թույլ է տալիս ավելի արագ մաքրման արագություն, սակայն նվազեցնում է յուրաքանչյուր իմպուլսի էներգիան. օգտակար է թեթև աղտոտվածության և մեծ տարածքներ ծածկելու համար:

Փոխզիջում. Բարձր կրկնվելը բարձրացնում է արտադրողականությունը, սակայն կարող է մեծացնել կուտակված ջերմային բեռը: Կրկնման հաճախականությունը պետք է հավասարակշռված լինի սկանավորման արագության և սառեցման ժամանակի հետ:

Սկանավորման արագություն

Սկանավորման արագությունը լազերային ճառագայթի շարժման արագությունն է մակերևույթի վրա՝ սովորաբար մմ/վ կամ մ/րոպե: Այն ուղղակիորեն ազդում է տվյալ տարածքին հաղորդվող էներգիայի քանակի վրա:

Դանդաղ սկանավորման արագություն. ավելի շատ էներգիա մեկ միավոր տարածքի համար՝ ավելի լավ է հարմար հաստ կամ դժվար կոնտամինանտների համար, սակայն մեծացնում է սուբստրատի տաքացման ռիսկը:

Ավելի բարձր սկանավորման արագություն. ավելի քիչ կանգնելու ժամանակ՝ իդեալական է բարակ շերտերի, բարձր արժեք ունեցող մակերևույթների կամ ցածր դիմացկունության ունեցող մասերի համար:

Օպտիմալացման հուշում. սկանավորման արագությունը պետք է համապատասխանի կրկնման հաճախականությանը և սպոտի համընկնումներին՝ համակարգված ծածկույթ ապահովելու և չափից ավելի ենթարկումից խուսափելու համար:

Լազերային մաքրումը ուղղակի լազեր ուղղելն ու կրակելը չէ՝ այն ճկուն ճարտարագիտական գործընթաց է: Ճիշտ լազերի և գործընթացի պարամետրերի համադրությունը ընտրելը կարևոր է բարձր մաքրման արդյունավետություն ապահովելու և նվազագույնի հասցնելու ռիսկերը:

Ալիքի երկարությունը վերահսկում է նյութի կոնկրետ կլանումը:

Պուլսային լայնությունը որոշում է, թե որքան սուր կերպով է տրամադրվում էներգիան:

Ֆլյուենսը որոշում է աբլացիայի հզորությունը:

Կրկնման հաճախականությունը ազդում է մշակման արագության և ջերմային կուտակման վրա:

Սկանավորման արագությունը հավասարակշռում է էներգիայի տրամադրումը և մակերեսի ծածկույթը:

Այս պարամետրերից յուրաքանչյուրը ազդում է մյուսների վրա: Ցանկացած հաջող կիրառման համար՝ անկախ նրանից, թե այն պողպատից ժանգի մաքրում է, ալյումինից ներկի հեռացում, թե կերամիկայից ֆիլմի հեռացում, այս կարգավորումները պետք է հիմնավոր օպտիմալացվեն՝ հիմնվելով նյութի հատկությունների, աղտոտիչի բնույթի և պահանջվող ճշգրտության վրա:

Ճիշտ կարգավորված լինելու դեպքում լազերային մաքրումը դառնում է բարձր արդյունավետ, անհպական և ընտրողական գործընթաց, որը հարմար է նույնիսկ ամենախիստ պայմանների համար: