Author Affiliations
Abstract
1 National Integrated Circuit Industry and Education Integration Innovation Platform, Department of Electronic Science, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Innovation Laboratory for Sciences and Technologies of Energy Materials of Fujian Province (IKKEM), Xiamen 361005, China
3 College of Electrical and Computer Engineering, Yang Ming Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan, China
4 Semiconductor Research Center, Hon Hai Research Institute, Taipei 11492, Taiwan, China
Micro-light-emitting diodes (micro-LEDs) with outstanding performance are promising candidates for next-generation displays. To achieve the application of high-resolution displays such as meta-displays, virtual reality, and wearable electronics, the size of LEDs must be reduced to the micro-scale. Thus, traditional technology cannot meet the demand during the processing of micro-LEDs. Recently, lasers with short-duration pulses have attracted attention because of their unique advantages during micro-LED processing such as noncontact processing, adjustable energy and speed of the laser beam, no cutting force acting on the devices, high efficiency, and low cost. Herein, we review the techniques and principles of laser-based technologies for micro-LED displays, including chip dicing, geometry shaping, annealing, laser-assisted bonding, laser lift-off, defect detection, laser repair, mass transfer, and optimization of quantum dot color conversion films. Moreover, the future prospects and challenges of laser-based techniques for micro-LED displays are discussed.
laser micro-LED nano-processing defective detection laser repair mass transfer quantum dot Opto-Electronic Science
2023, 2(10): 230028
为加快运动微损伤的结痂速度，促进运动微损伤治疗恢复和自愈效果，提出激素干预下一次运动微损伤低功率激光修复系统。通过分析低功率激光在运动医学方面的作用，以CMOS相机、传感器、光源等作为修复系统的硬件，通过驱动脉冲干扰传输，得到图像输出信号，使用不同照明方法滤波图像信息，以用户界面、损伤检测模块、激光模块、主控模块、视觉模块与配置模块构成系统软件部分，依靠该系统抑制胶原纤维的超量生成，抑制活性氧产生，缩减脂质过氧化破损，加快肌肉再生，进而完成对运动微损伤的修复。试验结果表明，激素干扰下低功率激光修复系统能够有效修复不同程度上的运动微损伤，使受损伤区域结痂的速度更快。
激素干预 运动微损伤 低功率激光 激光修复 系统构建 hormone intervention sports micro-injury low power laser laser repair system construction
哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
采用了同轴送粉式激光熔覆技术对ZTC4钛合金板材上的圆孔形缺陷进行修复,研究了多次激光修复对ZTC4钛合金组织、热影响区尺寸及修复件硬度分布的影响。结果表明:修复件热影响区呈现为网篮组织→集束组织→针状马氏体的过渡,修复区组织主要由粗大的β柱状晶和内部的魏氏组织组成,且修复区顶部魏氏组织的长度更长;随着修复次数增多,热影响区尺寸明显增大,但硬度的增大并不明显。
激光技术 激光修复 铸造钛合金 微观组织 硬度 中国激光
2019, 46(10): 1002011
长安大学 材料科学与工程学院, 陕西 西安710064
针对激光沉积修复316L不锈钢展开研究, 重点研究了修复界面形状对修复区与基材结合处冶金质量的影响。将316L不锈钢基材预处理为底角为不同角度的倒等腰梯形坡口形貌, 采用YAG脉冲激光器对切除区域进行多道多层激光沉积修复, 观察修复区的沉积层生长特性及界面结合处的冶金质量。结果表明, 当梯形坡口角度为105°时, 启光侧靠近界面处熔覆层间开始产生熔合不良及未熔粉等缺陷; 坡口角度约150°时, 收光侧的沉积层生长出现波动, 且波动性随着坡口角度的减小而显著增加; 当坡口角度减小至90°时, 启光侧修复界面处产生大量缺陷, 收光侧无法形成沉积层生长。基于倾斜角度对激光能量密度的影响以及粉末与熔池的交互作用分析, 揭示了坡口角度对缺陷形成及沉积层稳定性的影响机理。
不锈钢 激光修复 坡口角度 缺陷 能量密度 stainless steel laser repair groove angle defects energy density
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
采用镍基高温合金FGH95粉末对航空发动机常用材料GH4169合金进行激光修复试验，测试不同工艺参数下修复试样的高温拉伸性能并对其断裂机理进行分析。研究表明，在合适的工艺参数下，修复试样的高温抗拉强度可达到无损试样的85%以上；当激光线能量密度为100 J/mm2时，修复试样的高温抗拉强度达到最大值708 MPa，为无损试样的90.4%，其屈服强度也达到最大值538 MPa，超过无损试样的4.3%。修复试样的高温拉伸断裂位置位于基体的热影响区，在激光束照射所产生的交变循环热作用下，热影响区发生的元素偏析是导致修复试样高温拉伸性能下降的主要原因。
激光技术 激光修复 高温合金 高温拉伸性能 元素偏析
沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，辽宁 沈阳 110136
为提高激光沉积TA15钛合金力学性能，采用ANSYS有限元动力学分析中的谐响应分析，对超声场下激光沉积修复梯形槽底部表面振幅分布及质点振动情况进行了数值模拟，并对模拟结果进行了实验验证，最后对超声场下激光沉积修复试样的综合力学性能进行了实验研究。结果表明：超声场下梯形槽底部表面各质点呈现周期性运动特点，最大振幅在1.6 μm左右，对质点振幅进行测量，与模拟结果吻合较好。进行了超声场下激光沉积实验，沉积区硬度略有提高，修复试样抗拉强度提高3.2%，屈服强度提高7.1%，超声场下显微组织进行观察发现α片层变短。
超声场 激光修复 钛合金 显微组织 力学性能 ultrasonic field laser repair titanium alloy microstructure mechanical property 红外与激光工程
2015, 44(12): 3559
1 西北工业大学 凝固技术国家重点实验室,陕西 西安 710072
2 中航工业沈阳发动机设计研究所,辽宁 沈阳 110015
针对Ti17合金锻件小尺寸表面缺陷进行了激光修复,研究了修复过程中的显微组织演化规律,测试了沉积区、热影响区和基材区的显微硬度分布,并对比分析了激光修复试样与锻件试样的室温拉伸性能.结果表明:在激光沉积区内,从界面处外延生长的β柱状晶晶界模糊,相邻的晶粒难以区分,晶内为快速凝固细小的树枝晶亚结构,未见α相析出;基材区为等轴α和β转变组织构成的双态组织;热影响区内原针状α板条和次生α相长大粗化.显微硬度测试结果表明,未见α相析出的沉积区显微硬度最低,基材区最高,热影响区显微硬度处于中间过渡分布状态.拉伸结果表明,激光修复试样强度高于锻件,而塑性指标低于后者.
激光修复 富β钛合金 小尺寸损伤 组织 硬度 拉伸 laser repair β-riched titanium alloy damage with small size microstructure microhardness tensile properties
1 海军航空工程学院青岛校区, 山东 青岛 266041
2 中国人民解放军92635部队, 山东 青岛 266041
为探讨石油钻杆损伤修复的新技术, 研发性能优异又价格低廉的耐磨修复材料, 采用Nd:YAG激光和氩弧填丝焊, 在钻杆基体表面进行了对比修复实验, 观察了微观组织, 测试了硬度和耐磨性能。结果表明, 激光修复区组织为细长板条马氏体、回火索氏体和残余奥氏体, 和氩弧填丝焊相比, 激光修复层晶粒明显细化。氩弧填丝焊硬度峰值(662.8 HV)在熔合线近基体区, 修复区硬度(平均415.1 HV)显著高于基体(230 HV左右), 从熔合线区向基体, 硬度整体呈连续降低趋势。激光修复区硬度均大于氩弧填丝焊, 从基体到修复层整体呈上升趋势, 且随Cr3C2含量增加, 硬度增大。激光修复层的耐磨性能较氩弧填丝焊得到明显的改善, 磨损失重量仅为氩弧填丝焊的50.6%～77.5%。
激光技术 激光修复 石油钻杆 微观结构 耐磨性能 laser technique laser repair petroleum drill pipe microstructure wear resistance
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
基于激光修复技术，采用镍基高温合金FGH95粉末对航空发动机常用材料GH4169合金进行不同激光线能量密度q下激光修复对比试验，对修复试样进行弯曲性能测试与金相分析。研究激光线能量密度对修复试样弯曲性能的影响，探讨激光修复后试样弯曲性能变化的微观机理。结果表明：修复试样弯曲强度与无损试样接近，基本达到无损试样的弯曲性能。当q=120.0 J/mm2时，修复试样弯曲强度最大，为827.16 MPa，高于无损试样0.5%。随着激光线能量密度的增加，修复试样弯曲强度先增加后减小。在较高激光线能量密度下（154.3 J/mm2），因修复区组织枝晶粗化，导致修复试样弯曲性能下降。
激光技术 激光修复 GH4169合金 弯曲性能 微观组织 中国激光
2013, 40(11): 1103009
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
选取激光修复中影响温度的关键因素, 使用ANSYS参数化编程语言APDL对镍基高温合金GH4169激光修复过程进行数值模拟。分析了熔覆层和基体结合区温度场分布特性及凝固特性, 通过研究激光功率、扫描速度、搭接率、送粉率对基体上熔池的形貌尺寸及熔池内熔体的凝固过程的影响, 进行工艺优化, 发现熔池深宽比为1:5时对应较好的工艺参数, 搭接率为40%时获得良好的熔池内微观组织。并使用优化了的工艺参数对GH4169基体进行激光修复实验, 金相分析熔池形貌、熔池内微观组织良好, 为实际激光修复提供了一组可行的工艺参数。
激光修复 镍基高温合金 数值模拟 熔池 工艺优化 laser repair nicked-based superalloy numerical simulation molten pool process optimization
