Kan man laserskära diamanter?
Ja, lasrar kan skära diamanter, och den här tekniken har blivit alltmer populär inom diamantindustrin av flera anledningar. Laserskärning erbjuder precision, effektivitet och möjligheten att göra komplexa snitt som är svåra eller omöjliga att uppnå med traditionella mekaniska skärmetoder.
Vad är den traditionella diamantslipningsmetoden?
Utmaning inom diamantskärning och sågning
Diamant, som är hård, spröd och kemiskt stabil, innebär betydande utmaningar för skärprocesser. Traditionella metoder, inklusive kemisk skärning och fysisk polering, resulterar ofta i höga arbetskostnader och felfrekvenser, tillsammans med problem som sprickor, flisor och verktygsslitage. Med tanke på behovet av skärnoggrannhet på mikronnivå är dessa metoder otillräckliga.
Laserskärningstekniken framstår som ett överlägset alternativ och erbjuder höghastighets- och högkvalitativ skärning av hårda, spröda material som diamant. Denna teknik minimerar termisk påverkan, vilket 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 inom diamantskärning ärDPSS (diodpumpad fast tillstånd) Nd: YAG (neodymdopad yttriumaluminiumgranat) laser, som avger 532 nm grönt ljus, vilket förbättrar skärprecisionen och kvaliteten.
4 stora fördelar med laserdiamantskärning
01
Oöverträffad precision
Laserskärning möjliggör extremt precisa och invecklade snitt, vilket möjliggör skapandet av komplexa konstruktioner med hög noggrannhet och minimalt spill.
02
Effektivitet och hastighet
Processen är snabbare och effektivare, vilket avsevärt minskar produktionstiderna och ökar genomströmningen för diamanttillverkare.
03
Mångsidig design
Lasrar ger flexibiliteten att producera en mängd olika former och mönster, och tillgodoser komplexa och känsliga snitt som traditionella metoder inte kan uppnå.
04
Förbättrad säkerhet och kvalitet
Med laserskärning minskar risken för skador på diamanterna och risken för operatörsskador, vilket säkerställer högkvalitativa skärningar och säkrare arbetsförhållanden.
DPSS Nd: YAG-laserapplikation vid diamantskärning
En DPSS-laser (diodpumpad fastämneslaser) Nd:YAG-laser (neodymdopad yttriumaluminiumgranat) som producerar frekvensdubblat 532 nm grönt ljus fungerar genom en sofistikerad process som involverar flera viktiga komponenter och fysikaliska principer.
- * Denna bild skapades avKkmurrayoch är licensierad under GNU Free Documentation License, Denna fil är licensierad underCreative Commons Attribution 3.0 Oporteradlicens.
- Nd:YAG-laser med öppet lock som visar frekvensfördubblat 532 nm grönt ljus
Arbetsprincip för DPSS-laser
1. Diodpumpning:
Processen börjar med en laserdiod som avger infrarött ljus. Detta ljus används för att "pumpa" Nd:YAG-kristallen, vilket innebär att det exciterar neodymjonerna som är inbäddade i yttriumaluminiumgranatkristallgittret. Laserdioden är inställd på en våglängd som matchar absorptionsspektrumet för Nd-jonerna, vilket säkerställer effektiv energiöverföring.
2. Nd:YAG-kristall:
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 återgår dessa joner 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 stimulerad emission:
För att laserverkan ska kunna ske måste en populationsinversion uppnås, där fler joner befinner sig i det exciterade tillståndet än i det lägre energitillståndet. När fotoner studsar fram och tillbaka mellan speglarna i laserhåligheten stimulerar de de exciterade Nd-jonerna att frigöra fler fotoner av samma fas, riktning och våglängd. Denna process kallas stimulerad emission och förstärker ljusintensiteten i kristallen.
4. Laserhålighet:
Laserhålan består vanligtvis av två speglar i vardera änden av Nd:YAG-kristallen. En spegel är starkt reflekterande och den andra är delvis reflekterande, vilket gör att en del ljus kan släppas ut som laserstråle. Hålan resonerar med ljuset och förstärker det genom upprepade omgångar av stimulerad emission.
5. Frekvensfördubbling (andra harmoniska generationen):
För att omvandla det grundfrekvensljus som utsänds av Nd:YAG (vanligtvis 1064 nm) till grönt ljus (532 nm) placeras en frekvensfördubblingskristall (såsom KTP - kaliumtitanylfosfat) i laserns bana. 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 jämfört med det ursprungliga ljuset. Denna process kallas andra harmoniska generationen (SHG).
6. Utgång av grönt ljus:
Resultatet av denna frekvensfördubbling är utsändningen av starkt grönt ljus vid 532 nm. Detta gröna ljus kan sedan användas för en mängd olika tillämpningar, inklusive laserpekare, lasershower, fluorescensexcitering i mikroskopi och medicinska procedurer.
Hela processen är mycket effektiv och möjliggör produktion av högeffekts, koherent grönt ljus i ett kompakt och tillförlitligt format. Nyckeln till DPSS-laserns framgång är kombinationen av fastämnesförstärkningsmedium (Nd:YAG-kristall), effektiv diodpumpning och effektiv frekvensdubbling för att uppnå önskad ljusvåglängd.
OEM-tjänst tillgänglig
Anpassningstjänst tillgänglig för att stödja alla typer av behov
Laserrengöring, laserbeklädnad, laserskärning och ädelstensslipning.
