Dalam sejarah ilmu pengetahuan dan teknologi manusia, lahirnya teknologi laser bisa disebut sebagai revolusi interaksi antara cahaya dan materi. Dari Einstein yang mengajukan teori radiasi terstimulasi pada tahun 1917 hingga Maiman mengembangkan laser rubi pertama pada tahun 1960, teknologi ini merambah ke berbagai bidang seperti industri, perawatan medis, komunikasi, dan militer hanya dalam waktu setengah abad, menjadi kekuatan pendorong utama bagi perkembangan masyarakat modern. Sebagai teknologi ikonik di bidang optoelektronik, laser tidak hanya mendefinisikan ulang batasan penerapan "cahaya", namun juga menunjukkan potensi tak terbatas dalam-bidang mutakhir seperti manufaktur cerdas, ilmu hayati, dan eksplorasi ruang angkasa.
BAGIAN 01
Sifat laser
Inti dari laser adalah amplifikasi cahaya dari radiasi terstimulasi (LASER). Berdasarkan teori kuantum Einstein, melalui efek sinergis media aktif (seperti gas, kristal), sumber pompa (injeksi energi) dan rongga resonansi optik, jumlah partikel dibalik dan diperkuat. Foton tetap membentuk sinar yang sangat koheren (fase, frekuensi, dan arah konsisten), sangat monokromatik (spektrum sempit), pengarahan yang sangat baik (sudut divergensi kecil), dan sinar yang sangat terang, memberikan dukungan sumber cahaya inti untuk teknologi modern seperti komunikasi, manufaktur, medis dan bidang lainnya. Sifat laser menjadikannya satu-satunya sumber cahaya yang dapat memenuhi persyaratan presisi tinggi, energi tinggi, dan kemampuan pengendalian tinggi pada saat yang bersamaan. Ini memberikan landasan fisik untuk komunikasi serat optik (pembawa optik), manufaktur presisi (pisau ringan), bedah medis (perawatan non-invasif), teknologi kuantum (sumber foton tunggal) dan deteksi gelombang gravitasi (interferometer), dll., yang sepenuhnya mengubah teknologi modern dan struktur industri.
BAGIAN 02
Penerapan laser di bidang komunikasi
Keunggulan inti teknologi laser terletak pada karakteristik "empat tinggi" -nya: directivity tinggi (sudut divergensi sinar hanya miliradian), monokromatisitas tinggi (kemurnian panjang gelombang mencapai 10^-6 nanometer), kecerahan tinggi (puluhan miliar kali kecerahan sinar matahari), dan koherensi tinggi (kesatuan sempurna koherensi spasial dan temporal). Karakteristik ini menyebabkan munculnya tiga cabang teknis utama di bidang optoelektronik.
Yang pertama adalah optoelektronik informasi, "saluran kecepatan cahaya" untuk torrent data, yang kedua adalah bio-optoelektronik: "antena cahaya" dalam ilmu kehidupan, dan yang ketiga adalah optoelektronik energi: "bilah cahaya" untuk kontrol yang presisi. Di bawah ini kami terutama memperkenalkan "pisau ringan" yang dibuat secara presisi ini-.
Sebagai pembawa energi, laser dapat mencapai pemrosesan material dengan presisi tingkat mikron. Dalam manufaktur industri, hal ini menumbangkan model pemrosesan mekanis tradisional dengan keunggulannya seperti pemrosesan non-kontak dan zona kecil yang terpengaruh-panas. Dan ini lebih mudah beradaptasi dengan persyaratan material baru yang lebih tinggi untuk manufaktur presisi.
BAGIAN 03
Keuntungan pemrosesan laser
Laser "pisau ringan" membentuk kembali paradigma manufaktur industri modern dengan keunggulan presisi tinggi, efisiensi tinggi, dan kemampuan beradaptasi tinggi:
Dalam pemrosesan material super-keras, laser secara langsung melelehkan atau menguapkan material tersebut dengan memfokuskan berkas dengan kepadatan-energi-tinggi (diameter titik bisa sekecil 10 μm), mencapai pemrosesan non-kontak dan menghindari retakan atau deformasi yang disebabkan oleh tekanan mekanis. Dalam pengolahan material baru, ketika menghadapi material yang rapuh, pemrosesan mekanis tradisional dapat dengan mudah menyebabkan retakan mikro. Pemotongan laser dapat mengontrol kepadatan daya laser dengan mengontrol kepadatan daya laser (104-10 derajat W/cm²) dan kecepatan pemindaian (20-80mm/s), sehingga mencapai pemotongan bebas chip dengan akurasi aperture ±2μm.
Untuk pemrosesan laser bahan semikonduktor (seperti wafer silikon), laser femtosecond digunakan untuk membentuk lapisan termodifikasi di dalam wafer, dan etsa kimia pengikat memungkinkan pemotongan-bebas chip dengan kehilangan garitan serendah 5μm, mendukung pengembangan miniaturisasi sirkuit terpadu.
