說(shuō)實(shí)話,第一次聽(tīng)說(shuō)"LED微孔加工"這個(gè)詞時(shí),我腦子里浮現(xiàn)的是小時(shí)候拿縫衣針在硬紙板上戳洞的場(chǎng)面。直到親眼見(jiàn)證朋友實(shí)驗(yàn)室里那臺(tái)設(shè)備——激光束像繡花針般在指甲蓋大小的LED面板上精準(zhǔn)打出上百個(gè)微米級(jí)孔洞,我才真正被這種工藝的精密程度震撼到。
你可能要問(wèn),好端端的LED為什么要打孔?這事兒得從光的"脾氣"說(shuō)起。傳統(tǒng)LED發(fā)光時(shí)總有個(gè)毛病——光線會(huì)像沒(méi)頭蒼蠅似的四處亂撞,效率大打折扣。而微孔陣列就像給光修建的高速公路,讓光子們規(guī)規(guī)矩矩排隊(duì)通過(guò)。我見(jiàn)過(guò)最絕的案例是在醫(yī)療內(nèi)窺鏡上,通過(guò)特定角度的微孔排布,能把光照效率提升近40%,醫(yī)生看得清楚,患者也少受罪。
不過(guò)打孔這事說(shuō)著容易做起來(lái)難。市面上常見(jiàn)機(jī)械鉆孔精度頂天也就0.1毫米,而LED微孔加工動(dòng)不動(dòng)就要5微米以下(相當(dāng)于頭發(fā)絲的1/20)。更麻煩的是,多數(shù)LED材料脆得像蘇打餅干,稍不留神就裂給你看。有次參觀車(chē)間,老師傅指著顯微鏡下的樣品直搖頭:"瞧見(jiàn)沒(méi)?這個(gè)孔邊緣但凡有點(diǎn)毛刺,整塊面板的壽命就得打個(gè)對(duì)折。"
現(xiàn)在主流玩法是用超短脈沖激光,這玩意兒干活時(shí)快得像閃電——皮秒(萬(wàn)億分之一秒)級(jí)別的脈沖持續(xù)時(shí)間,材料還沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)就被氣化了。我特別喜歡觀察加工過(guò)程,激光點(diǎn)在水晶般透明的LED材料上游走,瞬間冒出藍(lán)色火花,像極了科幻片里的場(chǎng)景。但別被表象騙了,實(shí)際操作中光是調(diào)校光路就得花上大半天。
記得有回跟著工程師調(diào)試設(shè)備,為了在曲面LED上打出均勻的孔陣,我們硬是折騰了三天。最后發(fā)現(xiàn)是工作臺(tái)某個(gè)螺絲松了0.5毫米——就這點(diǎn)誤差,導(dǎo)致孔深差了整整3微米。工程師苦笑著自嘲:"咱們這行啊,比繡花姑娘還講究。"
除了提升發(fā)光效率,微孔加工還玩出了不少新花樣。去年某科研團(tuán)隊(duì)把LED做成"篩子",通過(guò)不同孔徑組合實(shí)現(xiàn)了光譜調(diào)節(jié),簡(jiǎn)單說(shuō)就是想要什么顏色光都能"篩"出來(lái)。更妙的是在柔性電子領(lǐng)域,布滿微孔的LED能像創(chuàng)可貼一樣貼在皮膚上,據(jù)說(shuō)未來(lái)能用來(lái)做可穿戴的光療設(shè)備。
我自己買(mǎi)過(guò)帶微孔結(jié)構(gòu)的LED臺(tái)燈,最直觀的感受是不刺眼了。普通LED燈看久了眼睛發(fā)酸,而這種燈的光線經(jīng)過(guò)微孔"梳理"后,居然有種自然光的柔和感。雖然價(jià)格貴了兩三倍,但想想每天要盯著電腦十來(lái)個(gè)小時(shí),這錢(qián)花得也算值。
跟業(yè)內(nèi)朋友喝酒聊天時(shí),他們總說(shuō)現(xiàn)在追求的是"三個(gè)極致":孔徑要小到2微米以下,加工速度要快到每秒千孔,還要能智能識(shí)別材料自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)。聽(tīng)起來(lái)像天方夜譚?但五年前大家也覺(jué)得在曲面上打微孔是不可能任務(wù)。
最近看到個(gè)有趣的研究——用飛秒激光在LED內(nèi)部打出三維微孔結(jié)構(gòu),就像給光建造立體立交橋。雖然成品率還不到30%,可一旦突破,說(shuō)不定能顛覆整個(gè)照明行業(yè)。有時(shí)候想想,人類(lèi)對(duì)光的掌控從最初的鉆木取火,到如今在微米尺度上精雕細(xì)琢,這種進(jìn)步本身就閃著科技的光芒。
下次當(dāng)你按下LED臺(tái)燈開(kāi)關(guān)時(shí),不妨湊近看看那些肉眼難辨的微小孔洞。每一束照亮你生活的光線,都經(jīng)歷過(guò)這樣一場(chǎng)極致精確的"光的馴服"。
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