美国宇航局团队调查超快激光加工用于多个空间的应用

0
1290
广告

Steve Li(左),Frankie Micicizzi(中间)和Robert Lafon(右)正在使用超速激光来粘合不同的材料和蚀刻微观通道或波导,光线可以在光子集成电路和激光发射器中行进。

超快激光器击中光脉冲的持续时间仅为1000万纳秒的纳秒可能会彻底改变美国宇航局技术人员制造和最终组装由异种材料制成的仪器部件的方式。

在马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心的一个光学物理学家团队正在尝试使用飞秒激光器,并且已经表明它可以有效地焊接玻璃,玻璃,玻璃,以及在不同材料中钻头发大小的针孔。

现在,由光学物理学罗伯特拉夫领导的小组正在将其研究扩展到更多的异国情调的玻璃,如蓝宝石和零,以及钛,Invar,Kovar和铝 - 材料,如太空飞行仪器。目标是焊接较大的这些材料,并表明激光技术在将窗户粘附到激光壳体和光学窗口中,以及金属支架等应用。

在Space Technology Mission Simments的中心创新基金计划的支持下,本集团还探讨了该技术在制造和包装光子集成电路中的使用,这是一种可以使来自通信和数据中心到光学传感器的所有内容的新兴技术。尽管它们类似于电子集成电路,但光子集成电路在材料的混合物上制造,包括二氧化硅和硅,并且使用可见或红外光而不是电子来传输信息。

“这开始作为纯粹的研究,但现在我们希望开始申请我们在戈达德的仪器制作中学到的内容,”拉押说,提到他和他的团队,包括弗兰基·米默西兹和史蒂夫李,正在使用试验不同的材料和技术,可以使空间的应用程序受益。 “我们已经看到了应用程序的可能性。在这种情况下,研究的缘故研究符合我们的最佳利益,“拉菲说。

技术的美德
推进这些应用的核心是激光本身。拉法森说,凭借其短脉冲 - 在一夸脱的四分之一的千分之一千分之一的千兆里测量,以独特的方式与材料相互作用。激光能量不会熔化目标材料。它在不加热周围物质的情况下蒸发它。

因此,技术人员可以精确地靶向激光和粘合不同材料,否则不含环氧树脂。 “不可能直接将玻璃粘合到金属上,”拉菲说。 “你必须使用环氧树脂,这些环氧树脂在镜子和其他敏感仪器组件上占据并沉积污染物。这可能是一个严肃的申请。我们想要摆脱环氧树脂。我们已经开始达到其他团体和任务,看看这些新能力如何使他们的项目受益。“

另一个重要的应用是微机器领域。 “在不损坏周围物质的情况下去除小体积材料的能力使我们能够加工微观特征”,“拉法顿”。

微观功能包括来自金属中钻孔,头发大小的针孔的一切 - 一种施用团队已经演示的应用 - 以蚀刻微观通道或波导,光线可以在光子集成电路和激光发射器中行进。相同的波导可以允许液体流过化学分析和仪器冷却所需的微流体装置和芯片。

广泛适用于美国宇航局项目
“UltraFast激光器在戈达德战略整合的高级技术专家泰德·斯旺森表示,我们如何提供微处理材料的根本变化。 “该团队对这项研究努力的工作将允许戈达德将该新兴技术适应各种飞行应用。”

为此,团队 - 在NASA的几个高调激光通信项目中工作,包括激光通信继电器演示 - 计划编制微机械线和焊接能力库。 “一旦我们能够可靠地证明这种能力,我们将尝试将其应用于戈达德的现有挑战。我们的初步研究表明,这项技术可以应用于NASA的大量项目,“拉法顿说。

对于更多戈达德科技新闻,去 //www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fall_2018_final_web_version.pdf.

广告