科学家开发出低功率纳米级激光切割技术，仅需0.5-20兆瓦

2022-07-06 09:33

当下，激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。以往来看，这种技术通常由高能光束提供动力，这种光束的温度甚至高到可以熔化大部分材料。

而近日，麦吉尔大学（McGill University）的科学家们开发了一种使用低功率可见光的更温和、更精确的激光切割技术，或将颠覆这一技术以往的面貌，并衍生出更广泛的应用。

据介绍，这种被称为“冷光片雕刻”（cold photo-carving）的新工艺只需要传统激光切割技术所需能量的一小部分，就可以完成精确的激光切割操作。其激光功率大约只需要0.5-20兆瓦，比用于金属、陶瓷或聚合物的激光功率要低得多。

科学家开发出更温和、更精确的激光切割技术，仅需0.5-20兆瓦

（激光切雕的“吃豆人”图样。图片来源：McGill University研究团队，H. Borchers等人）

麦吉尔大学化学系教授Tomislav Friscic介绍称，他们设计的水晶结构模块可以用低功率的光进行切割，且精度惊人。与传统的热切割方法不同，这种方法可以实现纳米级分辨率的雕刻切割。研究人员表示，这是因为光可以比热更精确地聚焦。

据悉，他们是通过开发一种含氟偶氮苯衍生物与一种挥发性成分(二恶烷或吡嗪)的卤素键合共晶体来实现这一点的，这种共晶体可以用低功率可见光切割、雕刻，从而形成了一种独特的冷光刻工艺。整个过程以破坏弱超分子相互作用为目标，而不是像传统的激光束或聚焦离子束加工过程那样针对共价键或离子结构。

根据研究人员的说法，这项新技术还可以用来在各种材料表面上雕刻复杂的图案。他们希望未来可以开发出一种更精湛的新方法，使得金属或陶瓷等材料可以在低功耗的光线下轻轻松松成型或被切割。目前，该团队正在研究上述工艺在太阳能电池材料方面的潜在应用。

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