Có thể cắt kim cương bằng laser không?
Có, 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 đường cắt phức tạp mà các phương pháp cắt cơ học truyền thống khó hoặc không thể thực hiện được.
Phương pháp cắt kim cương truyền thống là gì?
Thách thức 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 các quy trình cắt. Các phương pháp truyền thống, bao gồm cắt hóa học và đánh bóng vật lý, thường dẫn đến chi phí lao động cao và tỷ lệ lỗi, cùng với các vấn đề như nứt, mẻ và mòn dụng cụ. Do nhu cầu về độ chính xác cắt ở cấp độ micron, các phương pháp này không đạt yêu cầu.
Công nghệ cắt laser nổi lên như một giải pháp thay thế vượt trội, cung cấp tốc độ cao, chất lượng cao cắt các vật liệu cứng, giòn như kim cương. Kỹ thuật này giảm thiểu tác động nhiệt, giảm nguy cơ hư hỏng, khuyết tật như 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 (Diode-Pumped Solid-State) Nd: YAG (Neodymium-Doped Yttrium Aluminum Garnet), phát ra ánh sáng xanh 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 vô song
Cắt laser cho phép thực hiện các đường cắt cực kỳ chính xác và phức tạp, giúp tạo ra các thiết kế phức tạp với độ chính xác cao và giảm thiểu chất thải.
02
Hiệu quả và tốc độ
Quá trình này nhanh hơn và hiệu quả hơn, giúp 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
Tia laser cung cấp tính linh hoạt để tạo ra nhiều hình dạng và kiểu dáng, có thể thực hiện các đường cắt phức tạp và tinh xảo mà các phương pháp truyền thống không thể thực hiện được.
04
Nâng cao An toàn & Chất lượng
Với phương pháp cắt laser, nguy cơ làm hỏng kim cương và nguy cơ gây thương tích cho người vận hành sẽ giảm xuống, đảm bảo chất lượng cắt cao và điều kiện làm việc an toàn hơn.
Ứng dụng Laser DPSS Nd: YAG trong cắt kim cương
Laser Nd:YAG (Yttrium Aluminum Garnet pha tạp Neodymium) DPSS (Diode-Pumped Solid-State) tạo ra ánh sáng xanh lục 532 nm có tần số gấp đôi hoạt động thông qua một quy trình phức tạp bao gồm một số thành phần chính và nguyên lý vật lý.
- * Hình ảnh này được tạo ra bởiKkmurrayvà được cấp phép theo Giấy phép Tài liệu Tự do GNU, Tệp này được cấp phép theoSáng tạo chung Ghi công 3.0 Chưa chuyển đổigiấy phép.
- Laser Nd:YAG với nắp mở cho thấy ánh sáng xanh 532 nm tần số tăng gấp đôi
Nguyên lý hoạt động của Laser DPSS
1. Bơm Diode:
Quá trình này bắt đầu bằng 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 yttrium aluminum garnet. Diode laser được điều chỉnh theo bước sóng phù hợp với phổ hấp thụ của các 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 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 được lưu trữ 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 xạ kích thích:
Để hoạt động laser xảy ra, phải đạt được sự đảo ngược quần thể, trong đó có nhiều ion ở trạng thái kích thích hơn là 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 giải phóng nhiều photon hơn 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 xạ cao, và gương còn lại phản xạ một phần, cho phép một số ánh sáng thoát ra khi tia laser phát ra. Khoang cộng hưởng với ánh sáng, khuếch đại nó thông qua các vòng phát xạ kích thích lặp đi lặp lại.
5. Tần số tăng gấp đôi (Tạo sóng hài thứ hai):
Để chuyển đổi ánh sáng tần số cơ bản (thường là 1064 nm phát ra bởi Nd:YAG) thành ánh sáng xanh lục (532 nm), một tinh thể tăng gấp đôi tần số (như KTP - Potassium Titanyl Phosphate) được đặt trên đường đi của tia laser. Tinh thể này có tính chất 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 thế hệ sóng hài thứ hai (SHG).
6. Đầu ra của đèn xanh:
Kết quả của việc tăng gấp đôi tần số này là phát ra ánh sáng xanh lục sáng ở 532 nm. Ánh sáng xanh lục này sau đó có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cả bút chỉ laser, chương trình laser, kích thích huỳnh quang trong kính hiển vi và các thủ thuật y tế.
Toàn bộ quá trình này có hiệu suất cao và cho phép tạo ra ánh sáng xanh có công suất cao, đồng nhất ở định dạng nhỏ gọn và đáng tin cậy. Chìa khóa thành công của laser DPSS là sự kết hợp giữa môi trường khuếch đại trạng thái rắn (tinh thể Nd:YAG), bơm diode hiệu quả và nhân đôi tần số hiệu quả để đạt được bước sóng ánh sáng mong muốn.
Dịch vụ OEM có sẵn
Dịch vụ tùy chỉnh có sẵn để hỗ trợ mọi nhu cầu
Các trường hợp vệ sinh bằng laser, ốp laser, cắt laser và cắt đá quý.
