在光学物理、光学材料、半导体元件和系统方面,越大并不总是越好

光如何操纵物质

光如何操纵物质

康宁的科学家利用激光来确定光如何影响材料。

在康宁,光学物理几乎是我们所做一切的一部分。它存在于我们用来连接全球各地的人们和地方的光纤中,也存在于显示器中,使从电视到手机的一切都更容易看到。通常,我们关注的是如何操纵材料,使其以某种方式与光相互作用。

例如,在纤维中,我们制造的玻璃可以让光穿过它,同时损失尽可能少。在显示器方面,我们试图制作出清晰的图像。

然而,在我们的一些应用中,我们研究光与材料相互作用的方式,而不是相反的方式。对于激光,这正是我们所做的。

康宁利用激光在我们制造的玻璃上执行各种任务。我们的研究团队将工作重点放在研究玻璃操作和确定激光可以完成哪些其他技术无法完成的任务上。因为激光操作是一种不可见的、非接触的过程,不施加任何力,所以它也可以更加精确。从切割到钻孔再到焊接,一切都可以用激光来完成。

切割正是它听起来的样子。它包括取大块玻璃并将其塑造成更小的尺寸。激光很快就能做到这一点。光束一次射入整个玻璃板,激光在玻璃边缘形成数百万个小孔。就像纸巾上的穿孔一样,这些小孔使得沿着预先定义的线打碎玻璃变得更加容易。从那里,玻璃沿着这条线被第二个激光加热,这有助于玻璃破碎。

激光特别适用于切割薄玻璃片,以及难以机械切割的化学强化玻璃。机械切割时,强化玻璃不会均匀分离。因为激光切割几乎是瞬间发生的,玻璃没有时间以同样的方式反应。相反,它沿着激光标记的线条切割。激光也提供了比机械切割方法更多的玻璃成型选择,允许曲率和其他设计变化,例如用于智能手表或手机屏幕的部件。

激光钻孔也比机械钻孔具有更高的精度。在半导体制造中使用的玻璃晶片上制造数百万个孔时,孔的大小及其位置的精度至关重要。这些穿孔必须精确到微米以内,这使得它非常适合激光,对于机械加工来说是不可能完成的任务。

除了精度之外,激光器只需最少的维护或更换。随着时间的推移,机械零件可能会磨损或断裂,这可能导致零件老化时不一致。激光的情况并非如此,因为仪器的任何部分都不会接触到玻璃本身。激光也是高度自动化的,这意味着它们可以在很少或没有监督的情况下持续运行,因此可以更快地加工玻璃。

激光是康宁光学物理学工作中不可分割的一部分,无论它们被用于什么应用。光与物质之间的相互作用是康宁研究和技术的核心。在激光的工作中,康宁应用了其在光学物理学方面的专业知识,使光的特性成为一种资产,而不是挑战。

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