Laser có thể cắt kim cương?
Đúng vậy, tia laser có thể cắt kim cương và kỹ thuật này ngày càng trở nên phổ biến trong ngành kim cương vì nhiều lý do. Cắt laser mang lại độ chính xác, hiệu quả và khả năng thực hiện các vết cắt phức tạp mà các phương pháp cắt cơ học truyền thống khó hoặc không thể đạt được.
Phương pháp cắt kim cương truyền thống là gì?
Thử thách trong việc cắt và cưa kim cương
Kim cương, cứng, giòn và ổn định về mặt hóa học, đặt ra những thách thức đáng kể cho quá trình cắt. Các phương pháp truyền thống, bao gồm cắt bằng hóa chất và đánh bóng vật lý, thường dẫn đến chi phí lao động và tỷ lệ lỗi cao, bên cạnh các vấn đề như vết nứt, phoi và mòn dụng cụ. Do nhu cầu về độ chính xác cắt ở mức micron, các phương pháp này không còn hiệu quả.
Công nghệ cắt laser nổi lên như một giải pháp thay thế ưu việt, mang đến khả năng cắt tốc độ cao, chất lượng cao đối với các vật liệu cứng, giòn như kim cương. Kỹ thuật này giảm thiểu tác động nhiệt, giảm nguy cơ hư hỏng, khuyết tật như vết nứt và sứt mẻ, đồng thời cải thiện hiệu quả xử lý. Nó tự hào có tốc độ nhanh hơn, chi phí thiết bị thấp hơn và giảm lỗi so với các phương pháp thủ công. Một giải pháp laser quan trọng trong cắt kim cương làLaser DPSS (Trạng thái rắn được bơm điốt) Nd: YAG (Garnet nhôm Yttrium pha tạp Neodymium), phát ra ánh sáng xanh có bước sóng 532 nm, nâng cao độ chính xác và chất lượng cắt.
4 Ưu điểm chính của cắt kim cương bằng laser
01
Độ chính xác chưa từng có
Cắt laser cho phép cắt cực kỳ chính xác và phức tạp, cho phép tạo ra các thiết kế phức tạp với độ chính xác cao và lãng phí tối thiểu.
02
Hiệu quả và tốc độ
Quá trình này nhanh hơn và hiệu quả hơn, giảm đáng kể thời gian sản xuất và tăng năng suất cho các nhà sản xuất kim cương.
03
Tính linh hoạt trong thiết kế
Laser mang đến sự linh hoạt để tạo ra nhiều hình dạng và thiết kế khác nhau, đáp ứng các đường cắt phức tạp và tinh tế mà các phương pháp truyền thống không thể đạt được.
04
Nâng cao An toàn & Chất lượng
Với việc cắt bằng laser, nguy cơ hư hỏng kim cương sẽ giảm và nguy cơ gây thương tích cho người vận hành thấp hơn, đảm bảo vết cắt chất lượng cao và điều kiện làm việc an toàn hơn.
DPSS Nd: Ứng dụng Laser YAG trong Cắt kim cương
Laser DPSS (Trạng thái rắn được bơm đi-ốt) Nd:YAG (Yttrium Aluminium Garnet pha tạp Neodymium) tạo ra ánh sáng xanh lục gấp đôi tần số 532 nm hoạt động thông qua một quy trình phức tạp liên quan đến một số thành phần chính và nguyên lý vật lý.
- * Hình ảnh này được tạo bởiKkmurrayvà được cấp phép theo Giấy phép Tài liệu Tự do GNU. Tệp này được cấp phép theo Giấy phépCreative Commons Thuộc tính 3.0 Chưa được chuyển đổigiấy phép.
- Laser Nd:YAG có nắp mở hiển thị ánh sáng xanh lục gấp đôi tần số 532 nm
Nguyên lý hoạt động của Laser DPSS
1. Bơm điốt:
Quá trình bắt đầu với một diode laser phát ra ánh sáng hồng ngoại. Ánh sáng này được sử dụng để "bơm" tinh thể Nd: YAG, nghĩa là nó kích thích các ion neodymium được nhúng trong mạng tinh thể ngọc hồng lựu yttrium nhôm. Diode laser được điều chỉnh theo bước sóng phù hợp với phổ hấp thụ của ion Nd, đảm bảo truyền năng lượng hiệu quả.
2. Tinh thể Nd:YAG:
Tinh thể Nd:YAG là môi trường khuếch đại hoạt động. Khi các ion neodymium bị kích thích bởi ánh sáng bơm, chúng sẽ hấp thụ năng lượng và chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn. Sau một thời gian ngắn, các ion này chuyển trở lại trạng thái năng lượng thấp hơn, giải phóng năng lượng dự trữ của chúng dưới dạng photon. Quá trình này được gọi là phát xạ tự phát.
[Đọc thêm:Tại sao chúng ta sử dụng tinh thể Nd YAG làm môi trường khuếch đại trong laser DPSS? ]
3. Đảo ngược dân số và phát thải kích thích:
Để tác động của laser xảy ra, phải đạt được sự đảo ngược dân số, trong đó có nhiều ion ở trạng thái kích thích hơn ở trạng thái năng lượng thấp hơn. Khi các photon nảy qua lại giữa các gương của khoang laser, chúng kích thích các ion Nd bị kích thích để giải phóng nhiều photon có cùng pha, hướng và bước sóng. Quá trình này được gọi là phát xạ kích thích và nó khuếch đại cường độ ánh sáng bên trong tinh thể.
4. Khoang laser:
Khoang laser thường bao gồm hai gương ở hai đầu của tinh thể Nd: YAG. Một gương có độ phản chiếu cao và gương còn lại phản chiếu một phần, cho phép một số ánh sáng thoát ra dưới dạng tia laser phát ra. Hộp cộng hưởng với ánh sáng, khuếch đại nó thông qua các vòng phát xạ kích thích lặp đi lặp lại.
5. Nhân đôi tần số (Thế hệ sóng hài thứ hai):
Để chuyển đổi ánh sáng tần số cơ bản (thường là 1064 nm do Nd:YAG phát ra) thành ánh sáng xanh (532 nm), một tinh thể tăng gấp đôi tần số (như KTP - Kali Titanyl Phosphate) được đặt trên đường đi của tia laser. Tinh thể này có đặc tính quang học phi tuyến tính cho phép nó lấy hai photon của ánh sáng hồng ngoại ban đầu và kết hợp chúng thành một photon duy nhất có năng lượng gấp đôi, và do đó, bằng một nửa bước sóng của ánh sáng ban đầu. Quá trình này được gọi là tạo sóng hài bậc hai (SHG).
6. Đầu ra của đèn xanh:
Kết quả của việc tăng gấp đôi tần số này là sự phát ra ánh sáng xanh lục ở bước sóng 532 nm. Ánh sáng xanh này sau đó có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm con trỏ laser, trình chiếu laser, kích thích huỳnh quang trong kính hiển vi và các thủ tục y tế.
Toàn bộ quá trình này có hiệu quả cao và cho phép tạo ra ánh sáng xanh kết hợp, công suất cao ở định dạng nhỏ gọn và đáng tin cậy. Chìa khóa thành công của laser DPSS là sự kết hợp của môi trường khuếch đại trạng thái rắn (tinh thể Nd: YAG), bơm điốt hiệu quả và tăng gấp đôi tần số hiệu quả để đạt được bước sóng ánh sáng mong muốn.
Dịch vụ OEM có sẵn
Dịch vụ tùy biến có sẵn để hỗ trợ tất cả các loại nhu cầu
Làm sạch bằng laser, ốp laze, cắt laze và cắt đá quý.
