Davlat universiteti fizika -matematika fakulteti "fizika " kafedrasi «lazer fizikasi»

2.4. Jismlarga lazer nuri bilan ishlov berish

Katta quvvatli lazer nuri moddalarga qanday ta’sir ko‘rsatadi? Ham ilmiy, ham amaliy ahamiyat kasb etuvchi ushbu masalani yechish uchun qandaydir metall sirtiga lazer nurini yo‘naltiraylik. Lazer nurlanish intensivligi borgan sari ortib boradi, deb tasavvur etaylik. Bunga lazer quvvatini oshirish hamda nurlanishni fokuslash yo‘li bilan erishish mumkin. Nurning quvvati ortib borib u 10 Vt/sm² chamasi qiymatga ega bòlsa, bunday quvvatga har qanday metall uchun erish haroratiga erishiladi va biz kuzatgan metall eriy boshlaydi. Sirtga yaqin, yorug‘lik nuri tushayotgan joyda metallni suyuq (erigan) sohasi yuzaga keladi. Metallning qattiq qismidan ajratib turuvchi bu sirt qismi, odatda, erish sirti deyiladi. Metall, nurlanish energiyasini yanada ko‘proq yutgan sari erigan qism shu metallning ichki qatlamiga kirib boraveradi. Materialning issiqlik o‘tkazuvchanligi yuqoriligi sababli, issiqlik metallning quyi qatlamlari ichiga jadal singib borishi davomida sirtning erish yuzasi ham albatta, ortadi. Natijada (nurlanishning berilgan intensivligi uchun) erishning o‘zgarmas sirti yuzaga keladi. Lazer nurining intensivligi 106- 107 Vt/sm² ga qadar ortganda erish bilan bir vaqtda materialning shu erigan qismining intensiv bug'lanishi (qaynashi) boshlanadi. Metallning shu qismining bug‘lanishi tufayli uning sirtida chuqurcha yuzaga kelib, ma’lum vaqtdan so‘ng u teshik yoki kesimga aylanadi.Plazma lazer nurini intensiv yutganligi tufayli u nurlanishning metall sirtiga keyingi o‘tishga to‘sqinlik qiladi. Demak, metall sirtiga lazer nuri bilan ishlov berilganda plazma hosil bo‘lmasligiga ahamiyat berish kerak. Nurlanishning moddaga ta’siri to‘g‘risida fikr yuritganda biz faqat yoruģlik quvvatini fazodagi konsentratsiyasi haqida gapirdik, xolos. Ammo quvvatning vaqt bo`yicha o`zgarishini ham e`tiborga olish kerak, albatta. Uni yakkalangan lazer impulsi davom etish vaqtini yoki impulslar ketma - ket kelishi chastotasini o`zgartirish yo‘li bilan boshqarish mumkin. Faraz qilaylik, nurlanish intensivligi metallning nafaqat erishiga, balki uning bug‘lanishiga ham yetarli bòlsin. Bunda lazer nurlanishi alohida yakkalangan impulsdan iborat, u 10-7s chamasi davom etsin. Bu holda juda qisqa vaqt ichida material sirtida juda katta yorugiik energiyasi yutiladi, Mazkur vaqt ichida metallning tashqi sirtida katta energiya yig‘ilib, ichki qatlamiga singishga ulgurmaydi. Natijada moddaning muayyan massasi erigunga qadar uning intensiv buģlanishi boshlanadi.
Boshqacha aytganda, modda yutayotgan yoruģlik energiyasining asosiy qismi moddaning butkul erishiga sarflanmay, balki uning buģlanishiga ham sarflanar ekan. Amalda lazer impulsining muayyan energiyasini olish uchun impulsning
davom etish vaqtini uzaytirish maqsadga muvofiqdir. Shu tufayli erish sirtida namunaning ichki qatlamlariga ko‘chish imkoniyati tug‘iladi. Shunday qilib, materialga ishlov berishda shu materialning xususiyatiga asoslanib nurlanishning ham energiyaviy, ham vaqtiy xarakteristikasini tanlash maqsadga muvofiqdir. Xususan, payvandlashda intensivligi uncha katta bòlmagan nisbatan uzoq vaqt davom etuvchi impulslardan (davom etish vaqti ( 10-2 -10- 3s) teshik hosil qilish qulaydir. Aksincha, materialni jadal buģlantirish uchun esa ko‘proq intensivlikdagi, ammo qisqa vaqt davom etuvchi (10-4 10-5s) impulslardan foydalanish lozimdir. Lazer teshgichlar qanday xususiyati bilan afzallikka ega? Qòl soati Polefning sifrablatida 23 ta tosh degan yozuv bor. Bunday yozuvlar boshqa mexanik tarzda yurgiziladigan soatlarda ham mavjud. Ular nimani anglatadi? Gap yoqut toshlari ustida borib, ular soat mexanizmida sirpanish podshipniklari sifatida ishlatiladi.
Hozirgi vaqtda “lazer parma” dan soatning yoqut toshlarini teshishda foydalanish oddiy ish bòlib qoldi. Bu maqsadda impulsli qattiq jismli lazerdan, xususan, neodim shisha lazerdan foydalaniladi. Qalinligi 0,5-1 mm bòlgan detalni teshish uchun energiyasi 0,1 - 0,5 J,davomiyligi 10-4 s bo'lgan lazer impulslari to‘plamidan foydalaniladi. Avtomatik maromda ishlaydigan qurilmaning unumdorligi bir sekundda bittadan teshik ochish imkoniyatiga ega. Mazkur lazer qurilmaning f.i.k. mexanik teshgichga nisbatan ming marotaba yuqoridir. Volfram, mis, bronza va boshqa metallardan ingichka simni o‘tkazish uchun kichik diametri i teshiklar olish texnologiyasi yaratilgan. Bunday teshiklami hosil qilish uchun o‘ta qattiq qotishmalardan foydalaniladi. Shular orasida eng qattiq olmos hisoblanadi. Shuning uchun eng ingichka simlar olish olmosda hosil qilingan teshiklar yordamida amalga oshiriladi. Bunday maqsadda foydalaniladigan olmosni filyer deyiladi. Lekin filyerlar diametri 10 mkm bo‘lgan simlami olish imkonini beradi. Ammo bunday teshikni olmosdek o‘ta qattiq materialda qanday parmalash mumkin? Mexanik yòl bilan teshik hosil qilish uchun 10 soat vaqt talab qilinadi. Bunday teshikni katta quvvatli lazer impulslari to'plami bilan osongina hosil qilish mumkin. Xuddi soat toshlaridagidek, bu jarayon qattiq jismli impulsli lazerlar yordamida amalga oshiriladi. Olmos filyerdagi jarayon murakkab ko‘rinishga ega. Lazer impulsi yordamida olmos zagotovkada dastlabki (xomaki) teshik hosil qilinadi. So‘ngra kanal ultratovush bilan ishlanib silliqlanib, sayqal berilib, unga zarur bo‘lgan ko‘rinish beriladi. “Lazer parma” faqat qattiq va o‘ta qattiq materiallarda ishlatilmay, balki o‘ta mo‘rt materiallarda ham ishlatiladi. Misol tariqasida ammoniyli oksidli keramikadan yasalgan mikrosxemalar tagligini keltirish mumkin. Keramikaning nihoyatda mo‘rtligi tufayli mexanik usulda parmalab teshilganda, odatda “xom” material parmalanib, so‘ngra qizitgichda qizitib, materialni pishirish uchun xumdonga qo‘yiladi. Bunda buyumlar biroz deformatsiyalangani uchun teshiklar orasidagi masofa siljishi mumkin. “Lazer parma”dan foydalanilganda xumdondan chiqqan keramik taglik bilan darhol ishlash imkoniyati tug’iladi. Bu usulda yuqorida qayd qilingan hodisalar ro‘y bermaydi. Keramikada “lazer parma” bilan diametri 10 mkm bòlgan o‘ta ingichka teshik hosil qilish mumkin. Mexanik parmalash yòli bilan bunday teshikni hosil qilib bòlmaydi. Keramik taglikni teshishda SO2 impulsli lazerdan foydalaniladi (diametri 0,1mm va undan katta hollar uchun). Yoqut impulsli yoki granit neodimli lazerlar o‘ta kichik diametrli teshiklar hosil qilish uchun ishlatiladi. Yuqorida keltirilgan misollardan lazer parmalashning afzalliklari haqida tiniq tasavvur hosil qilindi.Lazer nurining yana bir muhim afzalliklaridan biri shundaki, bu nur yordamida shisha to‘siq orqali ham payvandlash jarayonini amalga oshirish mumkin. Masalan, elektron nur trubkaning qandaydir simi uzilgan yoki kontakti buzilgan bòlsin. N M ada trubka ishga yaramay qoladi, birinchi qarashda mutlaqo bòlmaydigan nuqsonga duch kelindi, haqiqatan ham buzilish shisha ballon ichida vakuumda ro‘y bergan. Hech qanday payvandchi buni oddiy usul bilan tuzatolmaydi. Ammo shu o‘rinda lazer nuri yordamga keladi.


Xulosa
Xulosa shuki, hozirgi vaqtda lazer nuri sxemaning alohida qismlarini tayyorlashda ham yupqa plyonkali sxemalarning parametrlarini moslashtirishda ishlatilmoqda. Shuni ta’kidlash lozimki, hozirgi vaqtda lazer nuri yordamida rezistor, kondensator, induktivliklardan iborat plyonkali (pardali) sxemalar tayyorlanmoqda. Mikrosxemalami sirtiga ishlov berish uchun mòljallangan foto shablonlarni yoki mikrosxema komponentlarini taglikka purkash uchun mòljallangan shablonni tayyorlashda ham lazer nuridan unumli foydalanilmoqda. Yuqorida ko‘rilgan hollarda material katta quvvatli lazer bilan buģlatiladi. Faraz qilaylik, mikrosxemaning dielektrik tagligiga yupqa metall plyonka (parda) purkalgan bòlsin. Pardaning sirti bo‘ylab ko‘cha oladigan fokuslangan lazer nurini yo‘naltirib, shu pardani muayyan qismlarini buģlantirish orqali mikrosxemaning zarur bòlgan “rasm” hosil qilinadi O’tgan asrning 70-yillarida o’n so’mlik tangadek keladigan yarimo’tkazgich material bo’lagida minglab mikroskopik tranzistorlar joylashtirilgan mikrosxemalar kashf qilindi. Ularda tranzistorlar bilan birgalikda diodlar, kondensatorlar, rezistorlar va boshqa radioelektron elementlar ham joylashtirilganligidan integral mikrosxema deb ataldi. Bu kashfiyot kichik bir hajmda murakkab sxemalarni joylashtirish va stol kompyuterlarini yaratish imkoniyatini tug’dirdi. Dastlabki davrda radioelementlar yarimo’tkazgich yuzasida yasalgan bo’lsa, keyinchalik ularni butun hajmda hosil qilina boshlandi. Ularni mikrochiplar deb atala boshlandi. Mikrochiplar asosida qo’l telefonlari, ko’tarib yuriladigan kompyuter (Noutbuk) va h.k. mitti radioelektron qurilmalar yasalmoqda. Hozirgi kunda tangadek keladigan mikrochipda yuz millionlab tranzistor va radioelementlar joylashtirilmoqda.