Môžu sa diamanty rezať laserom?
Áno, lasery dokážu rezať diamanty a táto technika sa v diamantovom priemysle stala čoraz populárnejšou z niekoľkých dôvodov. Rezanie laserom ponúka presnosť, efektivitu a schopnosť robiť zložité rezy, ktoré je ťažké alebo nemožné dosiahnuť tradičnými metódami mechanického rezania.
Aká je tradičná metóda rezania diamantov?
Výzva v diamantovom rezaní a pílení
Diamant, ktorý je tvrdý, krehký a chemicky stabilný, predstavuje značné výzvy pre procesy rezania. Tradičné metódy vrátane chemického rezania a fyzikálneho leštenia často vedú k vysokým nákladom na pracovnú silu a chybovosti, spolu s problémami, ako sú praskliny, triesky a opotrebovanie nástrojov. Vzhľadom na potrebu presnosti rezania na úrovni mikrónov tieto metódy nedostatočne slúžia.
Technológia laserového rezania sa javí ako vynikajúca alternatíva, ktorá ponúka vysokorýchlostné a kvalitné rezanie tvrdých a krehkých materiálov, ako je diamant. Táto technika minimalizuje tepelný vplyv, znižuje riziko poškodenia, defektov, ako sú praskliny a odštiepenie, a zlepšuje efektivitu spracovania. V porovnaní s manuálnymi metódami sa môže pochváliť vyššími rýchlosťami, nižšími nákladmi na zariadenia a zníženou chybovosťou. Kľúčovým laserovým riešením pri rezaní diamantov je...DPSS (diódovo čerpaný tuhý materiál) Nd:YAG (neodýmom dopovaný ytriovo-hliníkový granát) laser, ktorý vyžaruje zelené svetlo s vlnovou dĺžkou 532 nm, čím zvyšuje presnosť a kvalitu rezania.
4 hlavné výhody laserového diamantového rezania
01
Bezkonkurenčná presnosť
Laserové rezanie umožňuje mimoriadne presné a zložité rezy, čo umožňuje vytvárať zložité vzory s vysokou presnosťou a minimálnym odpadom.
02
Efektivita a rýchlosť
Proces je rýchlejší a efektívnejší, výrazne skracuje výrobné časy a zvyšuje priepustnosť pre výrobcov diamantov.
03
Všestrannosť v dizajne
Lasery poskytujú flexibilitu pri vytváraní širokej škály tvarov a vzorov, čo umožňuje zložité a jemné rezy, ktoré tradičné metódy nedokážu dosiahnuť.
04
Zvýšená bezpečnosť a kvalita
Pri rezaní laserom sa znižuje riziko poškodenia diamantov a znižuje sa pravdepodobnosť zranenia obsluhy, čo zaisťuje vysoko kvalitné rezy a bezpečnejšie pracovné podmienky.
Aplikácia DPSS Nd:YAG laseru pri rezaní diamantmi
DPSS (diódovo čerpaný tuhý stav) Nd:YAG (neodýmom dopovaný ytriovo-hlinitý granát) laser, ktorý produkuje zelené svetlo s dvojnásobnou frekvenciou 532 nm, funguje na základe sofistikovaného procesu zahŕňajúce niekoľko kľúčových komponentov a fyzikálnych princípov.
- * Tento obrázok vytvoril/aKkmurraya je licencovaný pod licenciou GNU Free Documentation License, Tento súbor je licencovaný pod licenciouCreative Commons Uvedenie autora 3.0 Neportovanélicencia.
- Nd:YAG laser s otvoreným vekom, ktorý zobrazuje zelené svetlo s dvojnásobnou frekvenciou 532 nm
Princíp fungovania DPSS laseru
1. Diódové čerpanie:
Proces začína laserovou diódou, ktorá vyžaruje infračervené svetlo. Toto svetlo sa používa na „pumpovanie“ kryštálu Nd:YAG, čo znamená, že excituje ióny neodýmu vložené do kryštálovej mriežky ytriovo-hlinitého granátu. Laserová dióda je naladená na vlnovú dĺžku, ktorá zodpovedá absorpčnému spektru iónov Nd, čím sa zabezpečuje efektívny prenos energie.
2. Kryštál Nd:YAG:
Kryštál Nd:YAG je aktívne zosilňovacie médium. Keď sú neodýmové ióny excitované čerpacím svetlom, absorbujú energiu a prejdú do vyššieho energetického stavu. Po krátkom čase sa tieto ióny vrátia späť do nižšieho energetického stavu a uvoľnia svoju uloženú energiu vo forme fotónov. Tento proces sa nazýva spontánna emisia.
[Čítajte viac:Prečo používame kryštál Nd YAG ako zosilňovacie médium v DPSS lasere?? ]
3. Populačná inverzia a stimulovaná emisia:
Aby došlo k laserovému pôsobeniu, musí sa dosiahnuť populačná inverzia, kde je viac iónov v excitovanom stave ako v stave s nižšou energiou. Keď sa fotóny odrážajú tam a späť medzi zrkadlami laserovej dutiny, stimulujú excitované ióny Nd k uvoľneniu väčšieho množstva fotónov rovnakej fázy, smeru a vlnovej dĺžky. Tento proces je známy ako stimulovaná emisia a zosilňuje intenzitu svetla v kryštáli.
4. Laserová dutina:
Laserová dutina sa zvyčajne skladá z dvoch zrkadiel na oboch koncoch kryštálu Nd:YAG. Jedno zrkadlo je vysoko reflexné a druhé je čiastočne reflexné, čo umožňuje únik svetla ako laserového výstupu. Dutina rezonuje so svetlom a zosilňuje ho prostredníctvom opakovaných kôl stimulovanej emisie.
5. Zdvojnásobenie frekvencie (generovanie druhej harmonickej):
Na premenu svetla so základnou frekvenciou (zvyčajne 1064 nm vyžarovaného Nd:YAG) na zelené svetlo (532 nm) sa do dráhy laseru umiestni kryštál zdvojnásobujúci frekvenciu (napríklad KTP - titanylfosfát draselný). Tento kryštál má nelineárnu optickú vlastnosť, ktorá mu umožňuje prijať dva fotóny pôvodného infračerveného svetla a spojiť ich do jedného fotónu s dvojnásobnou energiou, a teda s polovičnou vlnovou dĺžkou pôvodného svetla. Tento proces je známy ako generovanie druhej harmonickej (SHG).
6. Výstup zeleného svetla:
Výsledkom tohto zdvojnásobenia frekvencie je emisia jasne zeleného svetla pri vlnovej dĺžke 532 nm. Toto zelené svetlo sa potom môže použiť na rôzne aplikácie vrátane laserových ukazovátok, laserových show, excitácie fluorescencie v mikroskopii a lekárskych zákrokov.
Celý tento proces je vysoko efektívny a umožňuje produkciu vysokovýkonného, koherentného zeleného svetla v kompaktnom a spoľahlivom formáte. Kľúčom k úspechu DPSS laseru je kombinácia pevného zosilňovacieho média (kryštál Nd:YAG), efektívneho diódového čerpania a efektívneho zdvojnásobenia frekvencie na dosiahnutie požadovanej vlnovej dĺžky svetla.
K dispozícii je servis OEM
Služba prispôsobenia je k dispozícii na podporu všetkých druhov potrieb
Laserové čistenie, laserové obkladanie, laserové rezanie a rezanie drahokamov.
