Có thể cắt kim cương bằng laser không?
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 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 cắt và cưa kim cương
Kim cương, vốn cứng, giòn và ổn định về mặt hóa học, đặt ra những thách thức đáng kể cho quy trình cắt gọt. Các phương pháp truyền thống, bao gồm cắt hóa học và đánh bóng vật lý, thường dẫn đến chi phí nhân công cao và tỷ lệ lỗi, cùng với các vấn đề như nứt, mẻ và mòn dụng cụ. Do yêu cầu độ chính xác cắt ở cấp độ micron, các phương pháp này còn nhiều hạn chế.
Công nghệ cắt laser nổi lên như một giải pháp thay thế vượt trội, mang đến khả năng cắt tốc độ cao, chất lượng cao cho 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 mẻ, đồng thời cải thiện hiệu quả xử lý. Công nghệ này tự hào có tốc độ nhanh hơn, chi phí thiết bị thấp hơn và giảm thiểu lỗi so với phương pháp thủ công. Một giải pháp laser chủ chốt trong cắt kim cương làLaser DPSS (Trạng thái rắn được bơm bằng diode) Nd: YAG (Nhôm Garnet Yttrium pha tạp Neodymium), 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 lãng phí.
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 mang lại sự linh hoạt để tạo ra nhiều hình dạng và kiểu dáng khác nhau, 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 theoCreative Commons Ghi công 3.0 Chưa chuyển đổigiấy phép.
- Laser Nd:YAG với nắp mở cho thấy ánh sáng xanh lá cây 532 nm có tần số 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 nhôm garnet yttri. Diode laser được điều chỉnh đến 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 lên 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 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, cần đạt được sự đảo ngược mật độ, trong đó có nhiều ion ở trạng thái kích thích hơn so với trạng thái năng lượng thấp hơn. Khi các photon phản xạ qua lại giữa các gương của buồng laser, chúng kích thích các ion Nd bị kích thích giải phóng nhiều photon hơn cùng pha, cùng hướng và cùng 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 tinh thể Nd:YAG. Một gương có độ phản xạ cao, gương còn lại phản xạ một phần, cho phép một phần ánh sáng thoát ra ngoài khi laser phát ra. Khoang laser 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 nhân 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 kết hợp hai photon của ánh sáng hồng ngoại ban đầu thành một photon duy nhất có năng lượng gấp đôi, tức là 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 sự nhân đôi tần số này là sự phát xạ ánh sáng xanh lục sáng ở bước sóng 532 nm. Ánh sáng xanh lục này sau đó có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm bút laser, trình chiếu laser, kích thích huỳnh quang trong kính hiển vi và các thủ thuật y tế.
Toàn bộ quy trình này có hiệu suất cao và cho phép tạo ra ánh sáng xanh lục đồng nhất, công suất cao trong một định dạng nhỏ gọn và đáng tin cậy. Chìa khóa thành công của laser DPSS là sự kết hợp giữa môi trường khuếch đại thể 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 loại nhu cầu
Vệ sinh bằng laser, ốp laser, cắt laser và cắt đá quý.
