Применение лазера
Голография - это процесс записи трехмерного изображения на высококонтрастной мелкозернистой фотопленке. В отличие от фотографии, голограмму можно рассматривать под разными углами. Также, в отличие от фотографии, на пленке фиксируется не сам обьект, а его дифракционная картина, что достигается интерференцией двух сфазированных световых волн. При этом объект должен освещаться источником когерентного излучения, таким как лазер.
Качество голограммы зависит от множества факторов, включая время экспозиции, ширину линии излучения, стабильность частоты и мощности и угловую стабильность. Уменьшение времени экспозиции обычно желательно для минимизации внешних влияний (например, вибрации). Обычно это достигается увеличением мощности. Узкая линия излучения (большая длина когерентности) необходима при больших разницах оптического пути. Изменения частоты в процессе экспозиции сдвигают интерференционную картину и размывают голограмму
Твердотельные лазеры идеально подходят для большинства голографических применений. Они могут развивать высокую мощность (модели от 10 мВт до 18 Вт) и обладают большой длиной когерентности (60-100 м). Их также отличает высокая стабильность как в отношении частоты, так и в отношении мощности и углового направления луча. В голубой области спектра твердотельный лазер выдает одночастотное излучение.
Голография также используется как инструмент в производстве медицинских, оптических и полупроводниковых устройств.
Лазерная локация и зондаж атмосферы
Лидар (сокращение от слов LI ght D etection A nd R anging) работает на тех же принципах, что и радар. Это инструмент, который направляет лазерное излучение на мишень, с которой оно взаимодействует. Часть излучения отражается и рассеивается назад, улавливается и анализируется. Изменение свойств излучения позволяет определять некоторые свойства мишени. Время, затраченное светом на путь до мишени и обратно позволяет определить расстояние до мишени.
Существует три основных типа лидаров:
- Дальномеры
- DIAL (измерители дифференциального поглощения)
- Допплеровские лидары
Дальномеры позволяют определять расстояние до обьекта.
Differential Absorption LIDAR (DIAL) используются для определения концентраций химических веществ (например, озона, водяного пара, различных загрязнений) в атмосфере. Измеритель дифференциального поглощения использует две длины волны, выбранные таким образом, что одна из них сильно поглощается исследуемой молекулой, а другая нет. Разница в интенсивности отраженных сигналов позволяет определить концентрацию молекул в воздухе.
Допплеровский лидар измеряет скорость мишени путем определения допплеровского сдвига длины волны излучения. Мишенью в этом случае может служить как твердый предмет, так и атмосферная пыль и аэрозоль, что позволяет производить дистанционные измерения скорости ветра в разных слоях атмосферы.
Микроэлектроника
Развитие и прогресс в производстве микроэлектроники за последние два десятилетия полностью перевернули нашу повседневную жизнь, превратив компьютер из редкого, дорогостоящего и громоздкого прибора в повсеместно распространенный и востребованный инструмент. Все большее количество бытовой техники оснащается управляющими микропроцессорами и превращается в "умные" устройства. Микроэлектронная промышленность немыслима без применения лазерных технологий. Помимо фотолитографии - ключевого процесса при производстве полупроводниковых микросхем, и лазерного тестирования качества микроустройств, лазерная обработка позволяет добиться сверхкомпактной упаковки элементов на печатных платах.
Литография
Скорость прогресса в оптической литографии потрясает. Еще двадцать лет назад считалось, что она исчерпает свой потенциал при размерах детали 0.75 мкм. Развитие дизайна оптических линз, оптических материалов и технологий производства, а также резкое уменьшение рабочей длины волны позволяет в наше время использовать 0.18 мкм технологию с перспективами дальнейшего уменьшения размеров особенностей. Каждое уменьшение особенностей вдвое, повышает плотность элементов цепи в четыре раза. Большая плотность, в сочетании с более совершенным дизайном процессора и растущим его размером приводит к бурному росту производительности. До тех пор, пока соотношение производительность/цена растет, потребители и корпорации будут инвестировать в развитие компьютерных технологий.
Запоминающие устройства большого объема (DRAM) и растущие тактовые частоты микропроцессоров требуют уменьшения размеров деталей цепи, и, следовательно более высокого разрешения на стадии литографии. Это требует ультрафиолетового излучения: во-первых, более легко сделать УФ-чувствительный фоторезист, и во-вторых, чем короче длина волны, тем лучше разрешение. До сих пор, рекорд в области коротких длин волн принадлежит эксимерным лазерам , но малая долговечность и сложность работы с прокачиваемой газовой смесью (зачастую токсичной) делают во многих случаях предпочтительными либо ионные лазеры с удвоением частоты, либо лазеры на четвертой гармонике Nd:YAG, которые лишь немного уступают эксимерным по длине волны. Многообещающим является также недавний прогресс в развитии лазеров на четвертой гармонике титан-сапфира (193 нм), который обещает перенести все преимущества твердотельных лазеров в область длин волн менее 200 нм
Тестирование качества микросхем
Резкая миниатюризация электрических и оптоэлектрических цепей привела к резкому увеличению потребности в лазерном тестировании. Лазер идеально приспособлен для прецизионных исследований из-за его высокого разрешения и большого числа доступных длин волн. Для контроля качества микроскопических деталей полупроводниковых микросхем и определения наличия и местоположения дефектов и загрязнений используются методики, основанные на рассеянии, поглощении и ультразвуковом воздействии. Твердотельные лазеры непрерывного излучения Compass, Verdi, Sapphire, Azure перекрывают диапазон длин волн от 266 до 532 нм, с применением методик поглощения и рассеяния, тогда как фемтосекундный лазер Vitesse используется в ультразвуковых методиках.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18