Aplicarea DPSS ND: YAG Laser în tăierea diamantelor

Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei laser,în stare solidă pompată cu diode(DPSS) ND: Lasere YAGhave gradually become a revolutionary tool in the field of diamond cutting due to their high beam quality, high peak power and flexible pulse control characteristics. This article will focus on the technical principles, process advantages and practical application potential of DPSS Nd:YAG lasers in diamond cutting, and analyze how it breaks through the bottleneck of traditional processes through non-contact processing, precise energy control and low heat-affected zone, and provides Soluții eficiente, cu costuri reduse și de înaltă calitate pentru procesarea cu precizie a diamantelor .

DPSS Nd:YAG lasers use diode pumping technology and solid-state laser media to produce a high-intensity laser beam. This laser is frequency-doubled in a specific configuration, where the input infrared beam (1064 nm) is passed through a nonlinear crystal and converted into green light (532 nm). This process is called frequency doubling or second Generarea armonică (SHG) și este o metodă utilizată pe scară largă pentru generarea luminii de lungime de undă scurtă .

Principiul de lucru al DPSS ND: YAG Laser

· Pomparea diodei:Procesul începe cu o diodă laser care emite lumină infraroșie . Această lumină este folosită pentru a „pompa” cristalul ND: YAG, care excită ionii de neodim încorporate în rețeaua de granat de aluminiu Yttrium . Dioda de laser este ajustat la o lungime de undă care se potrivește cu specii de absorbție a absorbției de la nivelul nd. Transfer .

· Nd: cristal de yag:The Nd:YAG crystal is the active gain medium. When the neodymium ions are excited by the pump light, they absorb energy and move to a higher energy state. Within a short time, these ions transition back to a lower energy state, releasing their stored energy in the form of photons. This process is called spontaneous emission.

· Inversiunea populației și emisia stimulată:For laser action to occur, a population inversion must be achieved, that is, more ions are in the excited state than in the lower energy state. As the photons bounce back and forth between the two mirrors of the laser cavity, they stimulate the excited Nd ions to release more photons of the same phase, direction, and wavelength. This process is called stimulated emission and amplifies the light intensity within the cristal .

· Cavitate laser:O cavitate laser este de obicei alcătuită din două oglinzi la fiecare capăt al unui nd: yag cristal . o oglindă este extrem de reflectantă, în timp ce cealaltă este parțial reflectantă, permițând o parte din lumină să scape ca ieșire laser . cavitatea {{2}, amplificând -o printr -un proces repetat de emisiune stimulată {

· Dublarea frecvenței (a doua generație armonică):Pentru a converti lumina fundamentală de frecvență (1064 nm, pe care ND: YAG emite de obicei) în lumină verde (532 nm), un cristal de dublare a frecvenței (cum ar fi KTP - fosfat de titanat de potasiu) este plasat pe calea laser . Acest cristal are proprietăți optice neliniare, care permit să combine cele două lumini cristaline originale într -un fototon optic, care să combinem cele două lumini infraroșii originale într -un fototon optic dublu și, prin urmare, să combinem cele două lumini infraroșii originale într -un fototon optic cu dublu, care să combine cele două lumini cristalice originale în un fototon optic cu un singur format cu energie dublă și, prin urmare Jumătate din lungimea de undă a luminii inițiale . Acest proces este cunoscut sub numele de Second Harmonic Generation (shg) .

· Ieșire de lumină verde:Rezultatul dublării frecvenței este o lumină verde strălucitoare emisă la 532 nm . Această lumină verde poate fi utilizată într -o varietate de aplicații, inclusiv indicatoare laser, spectacole laser, excitație fluorescentă în microscopie și proceduri medicale .

Avantajele DPSS ND: Lasere YAG

1. prelucrarea formei de înaltă precizie și complexă
Submicron Precision:
Lungimea de undă scurtă și calitatea ridicată a fasciculului (m² aproape de 1) a DPSS ND: Laserul YAG poate obține un diametru la punct focalizat mai mic de 10 μm, îndeplinind cerințele de precizie submicronice ale tăierii diamantului, în special adecvate pentru procesarea precisă a marginilor fațetate .
Exemplu de aplicație:Tăierea complexă a conturului geometric de diamante în formă specială (cum ar fi în formă de inimă și în formă de pere), unghiuri ascuțite sau structuri micro-concave dificil de realizat cu instrumente mecanice tradiționale pot fi perfect reproduse prin programarea căii laser .}}}}
Control dinamic al computerului:
Calea de tăiere este presetată prin software CAD/CAM, iar legătura cu mai multe axe se realizează în combinație cu sistemul de scanare a galvanometrului, care automatizează întregul proces de la tăiere dură până la finisare fină, reducând erorile umane .

2. reduce semnificativ pierderea materială
Design îngust de fante:
Lățimea fantei cu laser poate fi controlată la 20–50 μm (fanta mecanică a lamei este de obicei mai mare de 200 μm), reducând cantitatea de îndepărtare ineficientă a pietrelor cu diamant .
Comparație de date:Luând un exemplu de 1-} Carat rotund Diamond, rata de utilizare a materialului de tăiere laser poate fi crescută cu 15%–20%, reducând direct costul materiilor prime .
Adaptabilitatea la pietrele aspră:
Laserul poate tăia selectiv incluziunile sau fisurile în interiorul diamantului, evitând zonele defecte și păstrând piese de mare valoare în măsura maximă .

3. Fiabilitatea procesării fără contact
Deteriorarea zero a tensiunii mecanice:
Laserul vaporizează direct materialele cu diamante prin acțiune fototermică (carbonul este transformat în CO/CO₂), evitând microcractele sau prăbușirea marginilor cauzate de contactul cu lama mecanică, care este potrivit în special pentru procesarea diamantelor de înaltă claritate .
Prelucrarea pietrelor fragile dur:
Pentru diamante brute cu fisuri dezvoltate sau diamante cultivate de laborator (care pot avea defecte de creștere), reducerea fără contact poate reduce semnificativ rata de rupere .

4. Protecția mediului și eficiența ridicată
Proces verde:
Nu este necesară fluid de tăiere sau lichid de răcire (procesarea tradițională necesită lubrifianți pe bază de ulei), reducând poluarea chimică și costurile ulterioare de curățare, în conformitate cu tendința de fabricație durabilă .
Optimizarea consumului de energie:
The photoelectric conversion efficiency of DPSS technology reaches 20%-30% (flash lamp pumping is only 1%-3%). Combined with the pulse modulation function, the energy consumption is reduced by 30%-50% compared with mechanical cutting under the same cutting task.

Aplicarea ND: YAG Laser în tăierea diamantului

1. Tăierea industrială a diamantelor
Tăierea inițială și modelarea diamantelor mari
Efficient segmentation: DPSS Nd:YAG laser can quickly cut large diamonds (>5 carate) și reduce riscul de fragmentare cauzat de stresul mecanic .
Formarea precisă: prelucrarea preliminară a formelor geometrice complexe (cum ar fi poligonii și structurile în formă specială) se realizează prin lasere pulsate cu densitate de mare energie, punând baza pentru procesarea fină ulterioară .}
2. finisare cu diamante de bijuterii
Tehnologie asistată laser în fațetare și lustruire
Faceting de înaltă precizie: laserul poate ablata cu exactitate marginile fațetelor pe suprafața diamantului (Eroare unghiulară<0.1°) to ensure optical symmetry.
Pre-lustruire: micro-ablația laser poate reduce timpul ulterior de lustruire mecanică și poate reduce rugozitatea suprafeței (RA<10 nm).
3. Procesarea nevoilor speciale
Micro-foraj cu diamante (procesarea chiuvetei de căldură pentru dispozitive electronice)
Drilling without edge collapse: Ultrashort pulse (picosecond level) Nd:YAG laser can avoid thermal damage and achieve micro-holes with a depth-to-diameter ratio of >10:1.
Procesarea tabloului: tablourile de găuri de înaltă densitate (cum ar fi 1000 de găuri/cm²) pot fi finalizate rapid prin sistemul galvanometrului .
Procesarea marginilor de instrumente cu diamante
Finisare laser: laser poate îndepărta cu exactitate materialul de margine pentru a obține claritatea nivelului de nano (raza de margine<50 nm) and extend tool life.

Tăiere tradițională vs . Tăiere laser

În domeniul tăierii de diamante, lumina verde de mare putere, coerentă a DPSS ND: Laserele YAG oferă o metodă de tăiere precisă și eficientă . în comparație cu tehnicile tradiționale de tăiere fizică, tăierea cu laser poate obține linii de tăiere fină și o precizie de tăiere mai mare, reducând deșeurile materiale și îmbunătățirea eficienței prelucrării . în plus, este în plus, nu este posibil să se ridice eficiența laserului, care să fie în plus, în mod fizic, care să se ridice în mod fizic. redus, reducând riscul de daune .

Progresele în tehnologia laser au adus modificări revoluționare în industria de prelucrare a diamantelor, iar DPSS ND: Laserele YAG au jucat un rol important în acest sens, cu formatul lor de eficiență ridicată, compact și fiabil . prin intermediul mediilor de câștig solid (ND: YAG Crystals), pomparea eficientă a diodei și a multiplicării eficiente, care se ocupă de noi, pentru a obține un nivel de succes pentru preala Prelucrarea diamantelor și a altor materiale dure și fragile .

Informații de contact:

Dacă aveți idei, nu ezitați să ne vorbiți cu noi . indiferent unde sunt clienții noștri și care sunt cerințele noastre, vom urma obiectivul nostru de a oferi clienților noștri de înaltă calitate, prețuri mici și cel mai bun serviciu .