說(shuō)實(shí)話,第一次聽(tīng)說(shuō)"LED微孔加工"這個(gè)詞時(shí),我腦海里浮現(xiàn)的是工人拿著放大鏡在電路板上戳洞的畫(huà)面。直到親眼見(jiàn)證那個(gè)比頭發(fā)絲還細(xì)的激光點(diǎn)在材料表面跳華爾茲,才明白這簡(jiǎn)直是現(xiàn)代制造業(yè)的魔術(shù)——用光作刀,在微觀世界里雕刻光的通道。
你可能不知道,手機(jī)屏幕上那些讓背光均勻透出的微孔,直徑通常不到20微米。這相當(dāng)于在A4紙上用針尖戳出五千個(gè)排列整齊的小洞,還得保證每個(gè)洞的誤差不超過(guò)百分之一毫米。去年參觀某實(shí)驗(yàn)室時(shí),工程師遞給我塊處理過(guò)的玻璃片,對(duì)著光能看到密密麻麻的光點(diǎn)。"像不像星空?"他笑著問(wèn)。確實(shí),當(dāng)LED陣列的光線從這些微孔中滲出時(shí),那種均勻柔和的光暈,簡(jiǎn)直是把銀河系裝進(jìn)了玻璃板。
不過(guò)別被這浪漫效果騙了。實(shí)際操作中,激光器的定位精度要達(dá)到0.1微米——大概就是新冠病毒直徑的十分之一。有次我盯著監(jiān)控屏幕看加工過(guò)程,那個(gè)紅色光點(diǎn)突然輕微抖動(dòng)了下。"溫度變化了0.5度,"工程師立刻暫停設(shè)備,"現(xiàn)在這狀態(tài)打出來(lái)的孔會(huì)偏橢圓。"這種苛刻到變態(tài)的精度要求,讓我想起外婆年輕時(shí)繡的蘇繡,只不過(guò)我們把絲線換成了光子。
傳統(tǒng)鉆孔工藝在微觀尺度根本派不上用場(chǎng)。想象下用沖擊鉆給雞蛋殼穿孔,結(jié)果只會(huì)得到一地碎片。而脈沖激光的神奇之處在于,它能在萬(wàn)億分之一秒內(nèi)把能量灌進(jìn)材料表面,電子還沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)就被"蒸發(fā)"了。有個(gè)特別形象的比喻:這就像用燒紅的鐵絲戳黃油,只不過(guò)我們的"鐵絲"只有波長(zhǎng)那么粗。
有趣的是不同材料會(huì)"耍脾氣"。處理聚合物時(shí)得像哄小孩,采用低能量多脈沖的"溫水煮青蛙"策略;面對(duì)陶瓷這類硬骨頭,則要祭出高能短脈沖的"快刀斬亂麻"。記得有次試驗(yàn),某種新型復(fù)合材料死活打不出干凈孔洞,后來(lái)發(fā)現(xiàn)是原料里的納米顆粒會(huì)散射激光。團(tuán)隊(duì)折騰兩周才調(diào)出合適的脈沖序列,那感覺(jué)就像在跟物質(zhì)玩俄羅斯方塊——能量參數(shù)得嚴(yán)絲合縫卡進(jìn)材料的特性間隙里。
別看現(xiàn)在微孔加工設(shè)備能像打印機(jī)似的工作,早期原型機(jī)簡(jiǎn)直是個(gè)嬌氣的大小姐。某位從業(yè)者跟我吐槽,他們第一代機(jī)器對(duì)震動(dòng)敏感到什么程度——隔壁車間有人跺腳,加工精度就報(bào)廢。現(xiàn)在好了,磁懸浮工作臺(tái)配上主動(dòng)降噪系統(tǒng),就算樓下在裝修也能穩(wěn)如老狗。
成本下降曲線更讓人感慨。2010年加工一個(gè)微孔要燒掉幾塊錢,現(xiàn)在降到毛票級(jí)別。這背后是十幾年產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)化:激光器壽命從幾百小時(shí)突破到上萬(wàn)小時(shí),光學(xué)鏡片鍍膜技術(shù)讓能量損耗降低90%,連冷卻系統(tǒng)都從水冷升級(jí)到相變制冷。有家做智能手表的企業(yè)告訴我,正是微孔加工成本突破某個(gè)臨界點(diǎn),才讓他們的全面屏設(shè)計(jì)從PPT走進(jìn)了商場(chǎng)柜臺(tái)。
最近讓我睡不著覺(jué)的,是某研究所展示的"動(dòng)態(tài)微孔陣列"。通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)每個(gè)微孔的直徑,居然能讓單塊玻璃板交替呈現(xiàn)磨砂和透明狀態(tài)。這技術(shù)要能成熟,以后辦公室玻璃幕墻就能像液晶屏一樣切換隱私模式。更瘋狂的是在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用——有團(tuán)隊(duì)正在試驗(yàn)用可降解材料打微孔,讓藥物像特工穿過(guò)激光陣一樣精準(zhǔn)釋放。
站在車間看著激光器不知疲倦地吐出藍(lán)色光束,突然覺(jué)得我們好像在重演遠(yuǎn)古人類鉆木取火的故事。只不過(guò)這次,我們駕馭的不再是跳動(dòng)的火焰,而是被馴服的光量子。當(dāng)某個(gè)深夜你看到手機(jī)屏幕均勻亮起的背光,別忘了那可能是數(shù)百萬(wàn)個(gè)微孔在同步歌唱——這是屬于我們這個(gè)時(shí)代的,光的詩(shī)篇。
手機(jī):18681345579,13712785885電話:18681345579
郵箱:954685572@qq.com