Kan man laserskære diamanter?
Ja, lasere kan skære diamanter, og denne teknik er blevet stadig mere populær i diamantindustrien af flere årsager. Laserskæring tilbyder præcision, effektivitet og muligheden for at lave komplekse snit, der er vanskelige eller umulige at opnå med traditionelle mekaniske skæremetoder.
Hvad er den traditionelle diamantslibningsmetode?
Udfordring inden for diamantskæring og savning
Diamant, som er hård, sprød og kemisk stabil, udgør betydelige udfordringer for skæreprocesser. Traditionelle metoder, herunder kemisk skæring og fysisk polering, resulterer ofte i høje lønomkostninger og fejlrater, sammen med problemer som revner, afskalninger og værktøjsslid. I betragtning af behovet for skærepræcision på mikronniveau, er disse metoder utilstrækkelige.
Laserskæringsteknologi fremstår som et overlegent alternativ og tilbyder højhastighedsskæring af hårde, sprøde materialer som diamanter. Denne teknik minimerer termisk påvirkning, reducerer risikoen for skader, defekter som revner og afskalning og forbedrer bearbejdningseffektiviteten. Den kan prale af højere hastigheder, lavere udstyrsomkostninger og færre fejl sammenlignet med manuelle metoder. En vigtig laserløsning inden for diamantskæring erDPSS (Diode-Pumped Solid-State) Nd: YAG (Neodym-dopet Yttrium Aluminium Garnet) laser, som udsender 532 nm grønt lys, hvilket forbedrer skærepræcisionen og kvaliteten.
4 store fordele ved laserdiamantskæring
01
Uovertruffen præcision
Laserskæring muliggør ekstremt præcise og komplicerede snit, hvilket muliggør skabelse af komplekse designs med høj nøjagtighed og minimalt spild.
02
Effektivitet og hastighed
Processen er hurtigere og mere effektiv, hvilket reducerer produktionstiden betydeligt og øger gennemløbshastigheden for diamantproducenter.
03
Alsidighed i design
Lasere giver fleksibiliteten til at producere en bred vifte af former og designs, der muliggør komplekse og delikate snit, som traditionelle metoder ikke kan opnå.
04
Forbedret sikkerhed og kvalitet
Med laserskæring er der en reduceret risiko for beskadigelse af diamanterne og en lavere chance for operatørskader, hvilket sikrer snit af høj kvalitet og sikrere arbejdsforhold.
DPSS Nd: YAG-laseranvendelse i diamantskæring
En DPSS (Diode-Pumped Solid-State) Nd:YAG (Neodym-dopet Yttrium Aluminium Garnet) laser, der producerer frekvensfordoblet 532 nm grønt lys, fungerer gennem en sofistikeret proces, der involverer flere nøglekomponenter og fysiske principper.
- * Dette billede blev lavet afKkmurrayog er licenseret under GNU Free Documentation License. Denne fil er licenseret underCreative Commons Attribution 3.0 Unportedlicens.
- Nd:YAG-laser med åbent låg, der viser frekvensfordoblet 532 nm grønt lys
Arbejdsprincip for DPSS-laser
1. Diodepumpning:
Processen begynder med en laserdiode, som udsender infrarødt lys. Dette lys bruges til at "pumpe" Nd:YAG-krystallen, hvilket betyder, at det exciterer neodymionerne, der er indlejret i yttriumaluminiumgranatkrystalgitteret. Laserdioden er indstillet til en bølgelængde, der matcher absorptionsspektret for Nd-ionerne, hvilket sikrer effektiv energioverførsel.
2. Nd:YAG-krystal:
Nd:YAG-krystallen er det aktive forstærkningsmedium. Når neodymionerne exciteres af det pumpende lys, absorberer de energi og bevæger sig til en højere energitilstand. Efter en kort periode overgår disse ioner tilbage til en lavere energitilstand og frigiver deres lagrede energi i form af fotoner. Denne proces kaldes spontan emission.
[Læs mere:Hvorfor bruger vi Nd YAG-krystal som forstærkningsmedium i DPSS-laser? ]
3. Populationsinversion og stimuleret emission:
For at laservirkning kan forekomme, skal der opnås en populationsinversion, hvor flere ioner er i den exciterede tilstand end i den lavere energitilstand. Når fotoner hopper frem og tilbage mellem spejlene i laserhulrummet, stimulerer de de exciterede Nd-ioner til at frigive flere fotoner af samme fase, retning og bølgelængde. Denne proces er kendt som stimuleret emission, og den forstærker lysintensiteten i krystallen.
4. Laserhulrum:
Laserhulrummet består typisk af to spejle i hver ende af Nd:YAG-krystallen. Det ene spejl er meget reflekterende, og det andet er delvist reflekterende, hvilket tillader noget lys at slippe ud som laserudgang. Hulrummet resonerer med lyset og forstærker det gennem gentagne runder af stimuleret emission.
5. Frekvensfordobling (anden harmonisk generation):
For at konvertere det grundfrekvenslys (normalt 1064 nm udsendt af Nd:YAG) til grønt lys (532 nm) placeres en frekvensfordoblingskrystal (såsom KTP - kaliumtitanylfosfat) i laserens bane. Denne krystal har en ikke-lineær optisk egenskab, der gør det muligt for den at tage to fotoner af det oprindelige infrarøde lys og kombinere dem til en enkelt foton med dobbelt så meget energi og derfor halvdelen af bølgelængden af det oprindelige lys. Denne proces er kendt som anden harmonisk generation (SHG).
6. Udgang af grønt lys:
Resultatet af denne frekvensfordobling er udsendelsen af klart grønt lys ved 532 nm. Dette grønne lys kan derefter bruges til en række forskellige anvendelser, herunder laserpointere, lasershows, fluorescensexcitation i mikroskopi og medicinske procedurer.
Hele denne proces er yderst effektiv og muliggør produktion af højtydende, kohærent grønt lys i et kompakt og pålideligt format. Nøglen til DPSS-laserens succes er kombinationen af faststofforstærkningsmedier (Nd:YAG-krystal), effektiv diodepumpning og effektiv frekvensfordobling for at opnå den ønskede lysbølgelængde.
OEM-service tilgængelig
Tilpasningsservice tilgængelig for at understøtte alle slags behov
Laserrensning, laserbeklædning, laserskæring og ædelstensslibning.
