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工業(yè)制造

金剛石光柵,可在光譜和大功率激光控制中實現(xiàn)新的應(yīng)用

Nick 來源:激光制造網(wǎng)2017-09-07 我要評論(0 )   

金剛石光柵具有對于光譜學(xué)和大功率激光器中使用的光學(xué)部件的理想的物性。 鉆石在其導(dǎo)熱性方面是無與倫比的,比任何其他材料的導(dǎo)熱性要高五到十倍。 鉆石也是化學(xué)惰性的...

        
        由于瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的新的技術(shù)成果,光學(xué)衍射光柵現(xiàn)在可以由純金剛石制成,其表面平滑至原子水平。這些新設(shè)備可用于光譜控制大功率激光器或尖端光譜儀,該技術(shù)已在國際金剛石和碳材料會議DCM2017上發(fā)表。
        金剛石光柵具有對于光譜學(xué)和大功率激光器中使用的光學(xué)部件的理想的物性。 鉆石在其導(dǎo)熱性方面是無與倫比的,比任何其他材料的導(dǎo)熱性要高五到十倍。 鉆石也是化學(xué)惰性的,極度堅硬,并且可以作為UV輻射以及紅外和可見光的良好介質(zhì)。
        氧氣切割鉆石

        由EPFL的尼爾斯·夸克(Niels Quack)教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊開發(fā)的技術(shù)是開創(chuàng)性的,因為這項技術(shù)能將輪廓清晰的形狀刻蝕成毫米尺寸的單晶金剛石板,其中凹槽僅分開幾微米,而且具有原子級別的光滑表面。研究人員使用通過化學(xué)氣相沉積法(CVD)制造人造金剛石。
       
        金剛石的蝕刻分幾個步驟,首先,將硬掩模穩(wěn)定放置在金剛石板的表面上,然后暴露在氧等離子體之下。在沒有被硬掩模覆蓋的部分,等離子體中的氧離子通過電場加速到金剛石的表面上,然后氧離子逐一從金剛石表面去除碳原子。

        “通過調(diào)節(jié)電場的強度,我們可以改變被蝕刻的金剛石的形狀,”夸克說道。“對于不同的衍射光柵,我們刻出彼此間隔幾微米的三角形凹槽。 我們調(diào)整工藝參數(shù)來選擇性地顯示一組輪廓清晰的晶體板,從而使我們能夠創(chuàng)建幾乎達(dá)到原子級平滑的V形凹槽,而單單用激光切割鉆石不可能獲得這種精度。”

         這項使用微納米技術(shù)中心(CMI)設(shè)施開發(fā)的新技術(shù)是最近專利申請的主題。該技術(shù)相同的原理已經(jīng)在硅中使用,但在鉆石中的運用從此前未得到證實。 鑒于這一貢獻(xiàn)的重要性,博士生Marcell Kiss已被列入“青年學(xué)者獎”DCM2017的六個決賽入圍者之一。
翻譯/NICK

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金剛石光柵;激光切割;激光技術(shù)
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