在探索微觀世界的科學儀器中，質(zhì)譜儀扮演著至關(guān)重要的角色。它如同科學家的“火眼金睛”，能夠直接測量物質(zhì)的原子量和分子量，是現(xiàn)代科研不可或缺的基礎工具，也代表著一個國家在高精尖科技領(lǐng)域的實力。無論是確定樣品中的化學成分（定性分析），還是精確測量每種物質(zhì)的含量（定量分析），質(zhì)譜儀質(zhì)量分析器都離不開一個看似微小卻至關(guān)重要的組件——狹縫。

狹縫通過一對不銹鋼隔板構(gòu)建出微米級通道，起到聚焦離子束，篩選離子運動軌跡等作用。

質(zhì)譜儀模型  

高精度質(zhì)譜儀狹縫加工的挑戰(zhàn)        

狹縫調(diào)節(jié)寬度可控制離子束的聚焦精度，直接影響質(zhì)譜儀的分辨率與質(zhì)量精度。在醫(yī)療檢測領(lǐng)域，高精度突破使得在檢測人體內(nèi)復雜小分子標志物時更準確，為甲狀腺疾病、糖尿病等慢性病的診斷提供技術(shù)支撐。盡管傳統(tǒng)加工方法能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)百微米以內(nèi)的精度，但在制造超窄且高品質(zhì)的質(zhì)譜儀狹縫時，仍面臨如下難題：

1、接觸面粗糙：受力不均與熱影響造成的毛刺、裂紋導致散射離子，干擾檢測信號。

2、無法實現(xiàn)零錐度：傳統(tǒng)激光切割存在錐度（上下縫寬不一致），導致離子流偏轉(zhuǎn)，直接影響檢測結(jié)果準確性。         

如何才能切割出高精度、

無錐度、無毛刺的高品質(zhì)狹縫呢？    

面對傳統(tǒng)工藝的挑戰(zhàn)，單色科技的飛秒激光加工系統(tǒng)憑借其獨特優(yōu)勢，成功突破了技術(shù)壁壘，已成功在50µm厚度的黑不銹鋼片上，切割出寬度僅為15µm的狹縫，其精度高達±1µm，且實現(xiàn)了真正的無錐度切割，切割邊緣光滑無毛刺。  

飛秒激光精密切割設備是怎么做到的呢？  

單色科技飛秒激光精密切割設備      

1、光束整形技術(shù)：傳統(tǒng)激光切割因高斯光束能量分布不均，易形成上寬下窄的“V”型切縫，導致錐度無法避免。單色科技采用特殊的光束整形技術(shù)，在激光束聚焦前對其進行調(diào)制（例如，將高斯光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠巾敼馐�或進行更復雜的相位調(diào)制），使激光以傾斜入射方式均勻作用于材料，精準控制焦點位置與能量分布，實現(xiàn)上下等寬的無錐度切割（精度 ±1μm）。

不同激光束的加工效果差異（doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.12.049）       

 2、超短脈沖 “冷加工”： 飛秒激光（脈沖持續(xù)時間 10⁻¹⁵秒級）以極短時間將能量聚焦于材料表面，瞬間汽化微小區(qū)域，熱擴散效應被限制在納米級范圍（熱影響區(qū)趨近于零）。這種 “冷加工” 特性避免了材料熔化或變形，切割邊緣光滑無毛刺，即使處理 5μm 縫寬的狹縫，也能保持側(cè)壁無微裂紋或氧化。

3、根據(jù)設計需求靈活加工：減小狹縫寬度以提高分辨率往往伴隨著通量的犧牲，經(jīng)過精密數(shù)學設計的狹縫陣列，能夠在不犧牲分辨率的前提下，顯著提高質(zhì)譜儀的吞吐量。除了制造高品質(zhì)的單一狹縫，單色科技還可以根據(jù)客戶需求，利用飛秒激光技術(shù)精確切割復雜的狹縫陣列。  

單色科技陣列狹縫加工案例          

展望未來，隨著生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)ξ⒘繌碗s分子解析的需求激增，更高分辨率、更高靈敏度的質(zhì)譜儀器研發(fā)成為關(guān)鍵。飛秒激光憑借獨特加工優(yōu)勢，將在質(zhì)譜儀微型化、集成化核心部件制造中發(fā)揮關(guān)鍵作用，助力實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

轉(zhuǎn)自：單色科技

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