Kan laserskära diamanter?
Ja, lasrar kan skära diamanter, och denna teknik har blivit allt mer populär i diamantindustrin av flera anledningar. Laserskärning erbjuder precision, effektivitet och förmågan att göra komplexa skärningar som är svåra eller omöjliga att uppnå med traditionella mekaniska skärmetoder.
Vad är den traditionella diamantskärningsmetoden?
Utmaning inom diamantkapning och -sågning
Diamant, som är hård, spröd och kemiskt stabil, utgör betydande utmaningar för skärprocesser. Traditionella metoder, inklusive kemisk skärning och fysisk polering, resulterar ofta i höga arbetskostnader och felfrekvenser, tillsammans med problem som sprickor, spån och verktygsslitage. Med tanke på behovet av skärnoggrannhet på mikronnivå, kommer dessa metoder till korta.
Laserskärningsteknik framstår som ett överlägset alternativ och erbjuder höghastighetsskärning av hög kvalitet av hårda, spröda material som diamant. Denna teknik minimerar termisk påverkan, minskar risken för skador, defekter som sprickor och flisning, och förbättrar bearbetningseffektiviteten. Den har högre hastigheter, lägre utrustningskostnader och minskade fel jämfört med manuella metoder. En viktig laserlösning vid diamantskärning ärDPSS (Diode-Pumped Solid State) Nd: YAG (neodym-dopad Yttrium Aluminium Granat) laser, som avger 532 nm grönt ljus, vilket förbättrar skärprecision och kvalitet.
4 Stora fördelar med laserdiamantskärning
01
Oöverträffad precision
Laserskärning möjliggör extremt exakta och intrikata skärningar, vilket möjliggör skapandet av komplexa mönster med hög noggrannhet och minimalt avfall.
02
Effektivitet och hastighet
Processen är snabbare och mer effektiv, vilket avsevärt minskar produktionstiderna och ökar genomströmningen för diamanttillverkarna.
03
Mångsidighet i design
Lasrar ger flexibiliteten att producera ett brett utbud av former och mönster, och tar emot komplexa och känsliga snitt som traditionella metoder inte kan uppnå.
04
Förbättrad säkerhet och kvalitet
Med laserskärning minskar risken för skador på diamanterna och en lägre risk för operatörsskador, vilket säkerställer högkvalitativa skärningar och säkrare arbetsförhållanden.
DPSS Nd: YAG-laserapplikation vid diamantskärning
En DPSS (Diode-Pumped Solid-State) Nd:YAG (Neodymium-dopad Yttrium Aluminium Garnet) laser som producerar frekvensdubblerat 532 nm grönt ljus fungerar genom en sofistikerad process som involverar flera nyckelkomponenter och fysiska principer.
- * Den här bilden skapades avKkmurrayoch är licensierad under GNU Free Documentation License, Denna fil är licensierad underCreative Commons Attribution 3.0 Unportedlicens.
- Nd:YAG-laser med öppet lock som visar frekvensfördubblat 532 nm grönt ljus
Arbetsprincipen för DPSS Laser
1. Diodpumpning:
Processen börjar med en laserdiod, som avger infrarött ljus. Detta ljus används för att "pumpa" Nd:YAG-kristallen, vilket betyder att den exciterar neodymjonerna inbäddade i granatkristallgittret av yttriumaluminium. Laserdioden är avstämd till en våglängd som matchar absorptionsspektrumet för Nd-jonerna, vilket säkerställer effektiv energiöverföring.
2. Nd:YAG Crystal:
Nd:YAG-kristallen är det aktiva förstärkningsmediet. När neodymjonerna exciteras av det pumpande ljuset absorberar de energi och går till ett högre energitillstånd. Efter en kort period övergår dessa joner tillbaka till ett lägre energitillstånd och frigör sin lagrade energi i form av fotoner. Denna process kallas spontan emission.
[Läs mer:Varför använder vi Nd YAG-kristall som förstärkningsmedium i DPSS-laser? ]
3. Populationsinversion och stimulerade utsläpp:
För att laserverkan ska inträffa måste en populationsinversion uppnås, där fler joner är i exciterat tillstånd än i lägre energitillstånd. När fotoner studsar fram och tillbaka mellan speglarna i laserkaviteten, stimulerar de de exciterade Nd-jonerna att frigöra fler fotoner av samma fas, riktning och våglängd. Denna process är känd som stimulerad emission, och den förstärker ljusintensiteten i kristallen.
4. Laserhålighet:
Laserkaviteten består vanligtvis av två speglar på vardera änden av Nd:YAG-kristallen. En spegel är mycket reflekterande och den andra är delvis reflekterande, vilket gör att en del ljus kan strömma ut som laserutgång. Kaviteten resonerar med ljuset och förstärker det genom upprepade omgångar av stimulerad emission.
5. Frekvensfördubbling (andra övertonsgenerationen):
För att omvandla grundfrekvensljuset (vanligtvis 1064 nm emitterat av Nd:YAG) till grönt ljus (532 nm) placeras en frekvensfördubblingskristall (som KTP - Potassium Titanyl Phosphate) i laserns väg. Denna kristall har en icke-linjär optisk egenskap som gör att den kan ta två fotoner av det ursprungliga infraröda ljuset och kombinera dem till en enda foton med dubbelt så mycket energi, och därför halva våglängden av det ursprungliga ljuset. Denna process är känd som andra övertonsgenerering (SHG).
6. Utgång av grönt ljus:
Resultatet av denna frekvensfördubbling är emissionen av starkt grönt ljus vid 532 nm. Detta gröna ljus kan sedan användas för en mängd olika tillämpningar, inklusive laserpekare, lasershower, fluorescensexcitation i mikroskopi och medicinska procedurer.
Hela denna process är mycket effektiv och möjliggör produktion av högeffekts, sammanhängande grönt ljus i ett kompakt och pålitligt format. Nyckeln till DPSS-laserns framgång är kombinationen av halvledarförstärkningsmedia (Nd:YAG-kristall), effektiv diodpumpning och effektiv frekvensfördubbling för att uppnå önskad ljusvåglängd.
OEM-service tillgänglig
Anpassningstjänst tillgänglig för att stödja alla typer av behov
Laserrengöring, laserbeklädnad, laserskärning och skärande av ädelstenar.
