SLM- സഹായത്തോടെയുള്ള നാനോസെക്കൻഡ് ലേസർ സാങ്കേതികത ഉപയോഗിച്ചാണ് ക്രോമിയം ഫിലിമുകളിലെ ഹൈബ്രിഡ് പീരിയോഡിക് മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുകൾ തയ്യാറാക്കിയത്.

2024-09-26

സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ ഒരു ഡൈനാമിക് ഘടകമാണ്, ഇത് ബാഹ്യ സിഗ്നലിന്റെ നിയന്ത്രണത്തിൽ തത്സമയം സംഭവ പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യാപ്തി, ഘട്ടം, ധ്രുവീകരണ അവസ്ഥ എന്നിവ മാറ്റാൻ കഴിയും. ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗിൽ സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രയോഗത്തിന് ഡൈനാമിക് ബീം ഷേപ്പിംഗ് സാക്ഷാത്കരിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ പ്രോഗ്രാമബിൾ, നിയന്ത്രിക്കാൻ എളുപ്പമുള്ളത്, സംയോജിപ്പിക്കാൻ എളുപ്പമുള്ളത്, കുറഞ്ഞ നഷ്ടം, ഉയർന്ന പുതുക്കൽ ആവൃത്തി എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്. സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററുകളുടെ കേടുപാടുകൾ പരിധി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനൊപ്പം, മെറ്റാമെറ്റീരിയൽ ഘടന നിർമ്മാണം, മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്, 3D പ്രിന്റിംഗ്, ഒപ്റ്റിക്കൽ സംഭരണം, മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതല പരിഷ്ക്കരണം, ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളും വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

പ്രബന്ധ വിവരങ്ങൾ:

ഈ പ്രബന്ധത്തിൽ, സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ (SLM) സഹായത്തോടെയുള്ള 1064nm നാനോസെക്കൻഡ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് വ്യത്യസ്ത കട്ടിയുള്ള ക്രോമിയം (Cr) ഫിലിമുകളിൽ വ്യത്യസ്ത ഹൈബ്രിഡ് പീരിയഡ് ഘടനകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദമായ ഒരു സാങ്കേതികത അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. 1000nm Cr ഫിലിമുകൾക്ക്, SLM സൃഷ്ടിക്കുന്ന പീരിയഡ് മോഡുലേഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ് (MG) ലേസർ ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് പീരിയഡ് സർഫസ് സ്ട്രക്ചർ (LIPSS) മായി സംയോജിപ്പിച്ച് റെഗുലർ ടു-സ്കെയിൽ MG-LIPS-കൾ തയ്യാറാക്കാൻ കഴിയും, അതിന്റെ രൂപാന്തര സവിശേഷതകൾ ലേസർ ഫ്ലക്സ്, ഫലപ്രദമായ പൾസുകളുടെ എണ്ണം, MG പിരീഡ് എന്നിവയാൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു. MG, LIPSS എന്നിവയുടെ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പ്രഭാവം കാരണം, MG-LIPSS പാറ്റേണിന്റെ ഉപരിതലം വ്യക്തമായ അനിസോട്രോപിക് ഘടനാപരമായ നിറങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. MG-LIPss നെ അപേക്ഷിച്ച് നേർത്ത ഫിലിമുകളുടെ കൂടുതൽ പ്രധാനപ്പെട്ട താപ സമ്മർദ്ദം കാരണം, 200nm Cr ഫിലിമുകളിൽ MG, ക്രാക്കുകൾ (MGC) എന്നിവ അടങ്ങിയ ഒരു സങ്കീർണ്ണമായ പീരിയഡ് ഘടന രൂപം കൊള്ളുന്നു. MGC യുടെ വിള്ളലുകൾ ക്രമരഹിതമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും, MGC ന് ചില ട്രാൻസ്മിറ്റൻസിന്റെ ഒരു നീണ്ട ഓർഡർ സ്വഭാവമുണ്ട്, കൂടാതെ ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഇഫക്റ്റുള്ള ഒരു ട്രാൻസ്മിഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. ഈ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് SLM-അധിഷ്ഠിത ലൈറ്റ് ഫീൽഡ് മോഡുലേറ്റഡ് ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ്, Cr ഫിലിമുകളിൽ വലിയ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ആനുകാലിക ഘടനകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിന് കാര്യക്ഷമവും സാമ്പത്തികവും നിയന്ത്രിക്കാവുന്നതുമായ ഒരു രീതി നൽകുന്നുവെന്നതാണ്. കൂടാതെ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങൾ, വ്യാജ വിരുദ്ധ നടപടികൾ തുടങ്ങിയ വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി പ്രത്യേക ഗുണങ്ങളുള്ള ഹൈബ്രിഡ് മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിന് ഫിലിം കനത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം.

പരീക്ഷണ പ്രക്രിയയുടെയും ഫലങ്ങളുടെയും ഭാഗമാണ് താഴെ പറയുന്നവ:

പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് ഒരു വാണിജ്യ നാനോസെക്കൻഡ് ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് 1064nm, 50ns ലീനിയർ പോളറൈസേഷൻ പൾസ് ലേസർ നൽകുന്നു. പരീക്ഷണ സമയത്ത് ആവർത്തന ആവൃത്തി 3kHz ആയി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലേസറിന്റെ അനുബന്ധ പരമാവധി ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ 0.45W ആണ്. ലേസറിൽ നിന്ന് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന പ്രകാശം 4× ബീം എക്സ്പാൻഡിംഗ് മിററിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു, അങ്ങനെ ലൈറ്റ് സ്പോട്ട് ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റൽ ലൈറ്റ് വാൽവ് ടാർഗെറ്റ് ഉപരിതലത്തിൽ നിറയും. പരീക്ഷണത്തിൽ ഫേസ് സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ (FSLM-2K70-VIS) ഉപയോഗിക്കുന്നു, പിക്സൽ വലുപ്പം 8um ആണ്, റെസല്യൂഷൻ 1920×1080 ആണ്. ഒരു സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് മോഡുലേറ്റ് ചെയ്ത ശേഷം, അത് ഒരു ലെൻസിലൂടെ സാമ്പിളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ സാമ്പിൾ ഉപരിതലം എല്ലായ്പ്പോഴും പ്രോസസ്സിംഗ് തലത്തിലാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രക്രിയ CCD തത്സമയം നിരീക്ഷിക്കുന്നു. ഗെർച്ച്‌ബർഗ് സാക്സ്റ്റൺ അൽഗോരിതം ആണ് ഹോളോഗ്രാം സൃഷ്ടിച്ചത്.

ചിത്രം 1 (എ) പരീക്ഷണാത്മക ഉപകരണം (ഫേസ് സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ, മോഡൽ: FSLM-2K70-VIS); (ബി) ഒറിജിനൽ, മോഡുലേറ്റഡ് ബീമുകൾ.

ചിത്രം 2 ലേസർ ഫ്ലക്സ് വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് 4 വ്യത്യസ്ത മോഡുലേഷൻ കാലയളവുകളിൽ Γ MG-LIPSS രൂപപ്പെടുത്തിയ 1000nmCr നേർത്ത ഫിലിമുകളുടെ SEM രൂപഘടന. സ്കെയിൽ: 5μm.

ചിത്രം 3 വ്യത്യസ്ത ഫലപ്രദമായ പൾസ് നമ്പറുകളിൽ (a)-(c) 1000nmCr ഫിലിമുകൾ രൂപപ്പെടുത്തിയ MG-LIPSS ന്റെ SEM രൂപഘടന. സ്കെയിൽ: 5μm.

ചിത്രം 4 (a)0.27J/cm² ഉം (e) 0.32J /cm² ഉം യഥാക്രമം വ്യത്യസ്ത ലേസർ വികിരണത്തിന് കീഴിലുള്ള MG-LIPSS ഘടനകളുടെ AFM അളവുകളുമായി യോജിക്കുന്നു. (b) ഉം (f) ഉം യഥാക്രമം SEM ഇമേജുകളുടെ (a) ഉം (e) ഉം ദ്വിമാന ഫാസ്റ്റ് ഫ്യൂറിയർ പരിവർത്തനങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. (c) ഉം (d) ഉം (a) MG-LIPss ന് അനുയോജ്യമായ LIPSS, MG ക്രോസ് സെക്ഷനുകളുടെ ദ്വിമാന ഡയഗ്രമുകൾ. (g) ഉം (h) ഉം (e) MG-LIPss ന് അനുയോജ്യമായ LIPSS, MG ക്രോസ് സെക്ഷനുകളുടെ ദ്വിമാന ഡയഗ്രമുകളാണ്. സ്കെയിൽ: 5μm.

ചിത്രം 5 (ab) വ്യത്യസ്ത സ്ഥലങ്ങളിലെ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ലേസർ ഫ്ലക്സുകളിൽ തയ്യാറാക്കിയ MG-LIPSS ന്റെ മൈക്രോരാമൻ സ്പെക്ട്ര. (cf) വ്യത്യസ്ത ലേസർ ഫ്ലക്സുകളിൽ തയ്യാറാക്കിയ MG-LIPSS ന്റെ EDS ഫലങ്ങൾ F (ചിത്രത്തിൽ ശേഖരണ പോയിന്റുകൾ ചുവപ്പ് നിറത്തിൽ അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു). സ്കെയിൽ: 5μm.

ചിത്രം 6 Cr ഫിലിമിനായി 200nm-ൽ വ്യത്യസ്ത പ്രോസസ്സിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ രൂപീകരിച്ച MGC യുടെ SEM രൂപഘടന. (a) Γ2 = 8 μm, F = 0.16 J/cm². (b) Γ3 = 9 μm, F = 0.16 J/cm². (c) Γ4 = 13 μm, F = 0.16 J/cm². (d) Γ4 = 13 μm, F = 0.30 J/cm². സ്കെയിൽ: 5μm.

ചിത്രം 7 MG-LIPSS ന്റെ റെയിൻബോ ഘടന നിറം. (a) 1000nmCr ഫിലിമിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയ MG-LIPSS മിക്സഡ് പീരിയോഡിക് ഘടനയുടെ വെളുത്ത പ്രകാശ വ്യതിയാന ഡയഗ്രം, LIPSS ഉം MG ഉം യഥാക്രമം രണ്ട് ഓർത്തോഗണൽ ദിശകളിൽ മഴവില്ല് ഘടന നിറങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. (b) "സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി" യുടെ ചൈനീസ് പ്രതീക പാറ്റേൺ 100 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ഗ്ലാസ് വേഫറിൽ 1000nm Cr കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞിരിക്കുന്നു. (c) പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത സാമ്പിളുകൾ. (d) ഉം (e) ഉം യഥാക്രമം "സൺ യാറ്റ്-സെൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റി" പാറ്റേണും ഡ്രാഗൺ പാറ്റേണും നിറം നൽകുന്നു. (f) ഉം (g)MG-LIPSS "3" ഉം വ്യത്യസ്ത വീക്ഷണകോണുകളിൽ ഇറിഡസെന്റ് ഘടനയുടെ നിറങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത പ്രതിനിധാനങ്ങളാണ്. സ്കെയിൽ: 5mm.

ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ ഉപയോഗിച്ച സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററിന്റെ പാരാമീറ്ററുകൾ ഇപ്രകാരമാണ്:

മോഡൽ നമ്പർ	എഫ്എസ്എൽഎം-2കെ70-പി03	മോഡുലേഷൻ തരം	ഫേസ് പാറ്റേൺ
ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റൽ തരം	പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന തരം	ഗ്രേ ലെവൽ	8 ബിറ്റുകൾ, 256 ലെവലുകൾ
ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റൽ മോഡ്	പാൻ	ഡ്രൈവിംഗ് മോഡ്	ചിത്രം
റെസല്യൂഷൻ	1920×1080	പിക്സൽ വലുപ്പം	8.0μm
പ്രാബല്യത്തിലുള്ള പ്രദേശം	0.69" 15.36 മിമി×8.64 മിമി	ഫില്ലിംഗ് ഫാക്ടർ	87%
*പരന്നത()പി.വി.**)	കാലിബ്രേഷന് മുമ്പ്: 5λ കാലിബ്രേഷന് ശേഷം: 1λ	പരന്നത(ആർ.എം.എസ്)	കാലിബ്രേഷന് മുമ്പ്: 1/3λ കാലിബ്രേഷന് ശേഷം: 1/10λ
പുതുക്കൽ ആവൃത്തി	60 ഹെർട്സ്	പ്രതികരണ സമയം	≤30മി.സെ
ഒപ്റ്റിക്കൽ കാര്യക്ഷമത	75%@1064nm	വിന്യാസ കോൺ	0°
ഘട്ട ശ്രേണി	2π@1064nm പരമാവധി：2.1π@1064nm	സ്പെക്ട്രൽ ശ്രേണി	450nm-1100nm
ഗാമ ക്രമീകരിക്കുക	പിന്തുണ	ഘട്ടം തിരുത്തൽ	പിന്തുണ (808nm/1064nm)
രേഖീയത	≥99%	*ഘട്ടം സ്ഥിരത()ആർ.എം.എസ്.**)	≤0.13π
നാശനഷ്ട പരിധി	തുടർച്ചയായ: ≤20W/cm2(വാട്ടർ കൂളിംഗ് ഇല്ല) ≤100W/cm2(വാട്ടർ-കൂൾഡ്)	ഡിഫ്രാക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത	1064nm (നാം) 60%@ എൽ8 66%@ L16 75%@ L32

വ്യവസായത്തിൽ സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രയോഗം കൂടുതൽ വ്യാപിപ്പിക്കുന്നതിനായി, ഈ പ്രബന്ധം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.ഉയർന്ന കേടുപാടുകൾ, ചതുരാകൃതിയിലുള്ള വലിയ ടാർഗെറ്റ് ഉപരിതല സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ:

മോഡൽ നമ്പർ	FSLM-2K73-P03HP പരിചയപ്പെടുത്തൽ	മോഡുലേഷൻ തരം	ഫേസ് പാറ്റേൺ
ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റൽ തരം	പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന തരം	ഗ്രേ ലെവൽ	8 അല്ലെങ്കിൽ 10 ബിറ്റുകൾ ഓപ്ഷണൽ
ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റൽ മോഡ്	പാൻ	ഡ്രൈവിംഗ് മോഡ്	ചിത്രം
റെസല്യൂഷൻ	2048×2048	പിക്സൽ വലുപ്പം	6.4μm
പ്രാബല്യത്തിലുള്ള പ്രദേശം	0.73" 13.1 മിമി×13.1 മിമി	ഫില്ലിംഗ് ഫാക്ടർ	93%
പുതുക്കൽ ആവൃത്തി	60 ഹെർട്സ് (8ബിറ്റ്)*	ഇൻപുട്ട് പവർ സപ്ലൈ	12വി 3എ
വിന്യാസ കോൺ	0°	ഡാറ്റ ഇന്റർഫേസ്	എച്ച്ഡിഎംഐ
ഘട്ട ശ്രേണി	2π@1064nm പരമാവധി：3.5π@1064nm	സ്പെക്ട്രൽ ശ്രേണി	1000nm-1100nm
ഒപ്റ്റിക്കൽ കാര്യക്ഷമത	95%±5%@1064nm	പ്രതികരണ സമയം	≤30മി.സെ
ഗാമ തിരുത്തൽ	പിന്തുണ	ഘട്ടം തിരുത്തൽ	പിന്തുണ (1064nm)
രേഖീയത	≥99%	ഫേസ് സ്റ്റെബിലിറ്റി (ആർ‌എം‌എസ്)	0.03π എന്നതിന്റെ അർത്ഥം
നാശനഷ്ട പരിധി	തുടർച്ചയായ: ≤1000W/cm2(വാട്ടർ കൂളിംഗ് ഇല്ല) പൾസ്: പീക്ക് പവർ ഡെൻസിറ്റി (10GW/cm2) ശരാശരി പവർ ഡെൻസിറ്റി (100W/cm2) @1064nm/290fs/200KHz (വാട്ടർ കൂൾഡ്)	ഡിഫ്രാക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത	1064nm (നാം) 56%@ എൽ8 72%@ L16 85%@ L32

അവസാനം എഴുതുക:

ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കൂടുതൽ വികസനവും ഉയർന്ന കൃത്യതയും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും ഉള്ള പ്രോസസ്സിംഗ് സൂചകങ്ങൾക്കായുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവശ്യകതയും കണക്കിലെടുത്ത്, ഒരു പ്രധാന ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകമെന്ന നിലയിൽ സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കും. ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗിൽ സ്പേഷ്യൽ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രയോഗം ഒരു സാങ്കേതിക മേഖലയിൽ മാത്രമായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുരോഗതിക്കും നവീകരണത്തിനുമായി വ്യാവസായിക നിർമ്മാണം, ശാസ്ത്ര ഗവേഷണം, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക്സ് തുടങ്ങിയ നിരവധി മേഖലകളെ അതിന്റെ വിശാലമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുരോഗതിക്കും നവീകരണത്തിനും ശക്തമായ പിന്തുണയും പ്രേരകശക്തിയും നൽകുന്നു, ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയെ കൂടുതൽ വികസിതവും സങ്കീർണ്ണവുമായ ദിശയിലേക്ക് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.