লেজার "খোদাই" হীরা: আলো দিয়ে সবচেয়ে কঠিন উপাদানকে জয় করা

হীরাপ্রকৃতির সবচেয়ে শক্ত পদার্থ, কিন্তু এটি কেবল গয়না নয়। এই উপাদানটির তাপ পরিবাহিতা তামার চেয়ে পাঁচ গুণ বেশি, এটি প্রচণ্ড তাপ এবং বিকিরণ সহ্য করতে পারে, আলো প্রেরণ করতে পারে, অন্তরক করতে পারে এবং এমনকি একটি অর্ধপরিবাহীতে রূপান্তরিত হতে পারে। যাইহোক, এই "মহাশক্তি"গুলিই হীরাকে প্রক্রিয়াজাতকরণের জন্য "সবচেয়ে কঠিন" উপাদান করে তোলে - ঐতিহ্যবাহী সরঞ্জামগুলি হয় এটি কাটতে পারে না বা ফাটল ছেড়ে দিতে পারে না। লেজার প্রযুক্তির আবির্ভাবের আগে পর্যন্ত মানুষ অবশেষে এই "উপাদানের রাজা" কে জয় করার একটি চাবিকাঠি খুঁজে পায়নি।

লেজার কেন হীরা "কাটা" করতে পারে?

কল্পনা করুন যে কাগজ জ্বালানোর জন্য সূর্যালোককে কেন্দ্রীভূত করার জন্য একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাস ব্যবহার করা হচ্ছে। লেজার প্রক্রিয়াকরণ হীরার নীতিটি একই রকম, তবে আরও সুনির্দিষ্ট। যখন একটি উচ্চ-শক্তির লেজার রশ্মি হীরাকে বিকিরণ করে, তখন একটি অণুবীক্ষণিক "কার্বন পরমাণু রূপান্তর" ঘটে:

১. হীরা গ্রাফাইটে পরিণত হয়: লেজার শক্তি পৃষ্ঠের হীরার গঠন (sp³) কে নরম গ্রাফাইটে (sp²) পরিবর্তন করে, ঠিক যেমন একটি হীরা তাৎক্ষণিকভাবে পেন্সিলের সীসায় "ক্ষয়প্রাপ্ত" হয়।

২. গ্রাফাইট "বাষ্পীভূত" হয়: গ্রাফাইট স্তর উচ্চ তাপমাত্রায় উপ-স্তরিত হয় অথবা অক্সিজেন দ্বারা খোদাই করা হয়, যা সুনির্দিষ্ট প্রক্রিয়াকরণ চিহ্ন রেখে যায়। ৩. মূল অগ্রগতি: ত্রুটি তত্ত্ব অনুসারে, নিখুঁত হীরা শুধুমাত্র অতিবেগুনী লেজার (তরঙ্গদৈর্ঘ্য <২২৯ এনএম) দ্বারা প্রক্রিয়াজাত করা যেতে পারে, কিন্তু বাস্তবে, কৃত্রিম হীরাতে সর্বদা ক্ষুদ্র ত্রুটি থাকে (যেমন অমেধ্য এবং শস্যের সীমানা)। এই ত্রুটিগুলি "গর্ত" এর মতো যা সাধারণ সবুজ আলো (৫৩২ এনএম) বা ইনফ্রারেড লেজার (১০৬৪ এনএম) শোষণ করতে দেয়। বিজ্ঞানীরা ত্রুটি বিতরণ নিয়ন্ত্রণ করে হীরার উপর একটি নির্দিষ্ট প্যাটার্ন খোদাই করার জন্য লেজারকে "আদেশ" দিতে পারেন।

লেজারের ধরণ: "চুল্লি" থেকে "বরফের ছুরি" পর্যন্ত বিবর্তন

লেজার প্রক্রিয়াকরণ কম্পিউটার সংখ্যাসূচক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, উন্নত অপটিক্যাল সিস্টেম এবং উচ্চ-নির্ভুলতা এবং স্বয়ংক্রিয় ওয়ার্কপিস পজিশনিংকে একত্রিত করে একটি গবেষণা এবং উৎপাদন প্রক্রিয়াকরণ কেন্দ্র তৈরি করে। হীরা প্রক্রিয়াকরণে প্রয়োগ করা হলে, এটি দক্ষ এবং উচ্চ-নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণ অর্জন করতে পারে।

১. মাইক্রোসেকেন্ড লেজার প্রক্রিয়াকরণ মাইক্রোসেকেন্ড লেজার পালস প্রস্থ প্রশস্ত এবং সাধারণত রুক্ষ প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত। মোড লকিং প্রযুক্তির আবির্ভাবের আগে, লেজার পালস বেশিরভাগই মাইক্রোসেকেন্ড এবং ন্যানোসেকেন্ড পরিসরে ছিল। বর্তমানে, মাইক্রোসেকেন্ড লেজার দিয়ে সরাসরি হীরা প্রক্রিয়াকরণের উপর খুব কম প্রতিবেদন রয়েছে এবং তাদের বেশিরভাগই ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়াকরণ অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।

২. ন্যানোসেকেন্ড লেজার প্রক্রিয়াকরণ ন্যানোসেকেন্ড লেজারগুলি বর্তমানে একটি বৃহৎ বাজার অংশ দখল করে আছে এবং এর সুবিধা হল ভালো স্থিতিশীলতা, কম খরচ এবং স্বল্প প্রক্রিয়াকরণ সময়। এন্টারপ্রাইজ উৎপাদনে এগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তবে, ন্যানোসেকেন্ড লেজার অ্যাবলেশন প্রক্রিয়া নমুনার জন্য তাপীয়ভাবে ধ্বংসাত্মক, এবং ম্যাক্রোস্কোপিক প্রকাশ হল প্রক্রিয়াকরণ একটি বৃহৎ তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল তৈরি করে।

৩. পিকোসেকেন্ড লেজার প্রক্রিয়াকরণ পিকোসেকেন্ড লেজার প্রক্রিয়াকরণ ন্যানোসেকেন্ড লেজার তাপীয় ভারসাম্য বিমোচন এবং ফেমটোসেকেন্ড লেজার কোল্ড প্রক্রিয়াকরণের মধ্যে। পালস সময়কাল উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, যা তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলের কারণে সৃষ্ট ক্ষতিকে অনেকাংশে হ্রাস করে।

৪. ফেমটোসেকেন্ড লেজার প্রক্রিয়াকরণ অতিদ্রুত লেজার প্রযুক্তি হীরার সূক্ষ্ম প্রক্রিয়াকরণের সুযোগ এনে দেয়, কিন্তু ফেমটোসেকেন্ড লেজারের উচ্চ ব্যয় এবং রক্ষণাবেক্ষণ ব্যয় প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির প্রচারকে সীমিত করে। বর্তমানে, বেশিরভাগ সম্পর্কিত গবেষণা পরীক্ষাগার পর্যায়ে রয়েছে।

উপসংহার

"কাটাতে অক্ষম" থেকে "ইচ্ছা অনুসারে খোদাই" পর্যন্ত, লেজার প্রযুক্তি তৈরি করেছেহীরা আর ল্যাবরেটরিতে আটকে থাকা "ফুলদান" নয়। প্রযুক্তির পুনরাবৃত্তির সাথে সাথে, ভবিষ্যতে আমরা দেখতে পাব: মোবাইল ফোনে তাপ অপচয়কারী হীরার চিপ, তথ্য সংরক্ষণের জন্য হীরা ব্যবহার করে কোয়ান্টাম কম্পিউটার, এমনকি মানবদেহে বসানো হীরার বায়োসেন্সর... আলো এবং হীরার এই নৃত্য আমাদের জীবনকে বদলে দিচ্ছে।