Промышленные насосы (Алмаз)

Решение на основе цифровых лазеров с дискретными насадками (DPSS) для огранки драгоценных камней.

Можно ли резать алмазы лазером?

Да, лазеры могут резать алмазы, и эта технология становится все более популярной в алмазной промышленности по нескольким причинам. Лазерная резка обеспечивает точность, эффективность и возможность выполнения сложных разрезов, которые трудно или невозможно осуществить с помощью традиционных механических методов резки.

Что представляет собой традиционный метод огранки алмазов?

Планирование и разметка

Эксперты осматривают необработанный алмаз, чтобы определить его форму и размер, наносят на камень метки, которые помогут при огранке максимально раскрыть его ценность и красоту. На этом этапе оцениваются природные характеристики алмаза, чтобы определить наилучший способ огранки с минимальными отходами.

Блокировка

На начальном этапе к алмазу добавляются грани, создавая основную форму популярной круглой бриллиантовой огранки или других форм. Блокировка включает в себя огранку основных граней алмаза, подготавливая его к более детальной огранке.

Распиливание или распиливание

Алмаз либо раскалывают вдоль его естественной структуры с помощью острого удара, либо распиливают алмазным лезвием.Раскалывание используется для обработки крупных камней, чтобы разделить их на более мелкие, удобные для обработки куски, а распиловка позволяет получить более точные разрезы.

Огранка

Для максимального усиления блеска и игры света алмаза тщательно ограняются и добавляются дополнительные грани. Этот этап включает в себя точную огранку и полировку граней алмаза для улучшения его оптических свойств.

Образование рубцов или опоясывание

Два алмаза устанавливаются друг напротив друга для шлифовки их граней, придавая алмазу круглую форму. Этот процесс, придающий алмазу его основную форму, обычно круглую, осуществляется путем вращения одного алмаза относительно другого на токарном станке.

Полировка и контроль качества

Алмаз полируется до блеска, и каждая грань проверяется на соответствие строгим стандартам качества. Финальная полировка раскрывает сияние алмаза, и камень тщательно проверяется на наличие каких-либо дефектов, прежде чем считаться готовым.

Проблемы в огранке и распиловке алмазов.

Алмаз, будучи твердым, хрупким и химически стабильным, представляет собой серьезную проблему для процессов резки. Традиционные методы, включая химическую резку и физическую полировку, часто приводят к высоким трудозатратам и высокому уровню ошибок, а также к таким проблемам, как трещины, сколы и износ инструмента. Учитывая необходимость точности резки на микронном уровне, эти методы оказываются недостаточными.

Технология лазерной резки становится превосходной альтернативой, предлагая высокоскоростную и высококачественную резку твердых, хрупких материалов, таких как алмаз. Эта технология минимизирует тепловое воздействие, снижая риск повреждений, дефектов, таких как трещины и сколы, и повышает эффективность обработки. Она отличается более высокой скоростью, меньшими затратами на оборудование и меньшим количеством ошибок по сравнению с ручными методами. Ключевым решением в лазерной резке алмазов являетсяDPSS (диодно-накачиваемый твердотельный) Nd:YAG (легированный неодимом иттрий-алюминиевый гранат) лазеркоторый излучает зеленый свет с длиной волны 532 нм, повышая точность и качество резки.

4 основных преимущества лазерной алмазной резки

01 Непревзойденная точность

Лазерная резка позволяет выполнять чрезвычайно точные и сложные разрезы, обеспечивая создание сложных конструкций с высокой точностью и минимальным количеством отходов.

02 Эффективность и скорость

Этот процесс быстрее и эффективнее, что значительно сокращает время производства и увеличивает производительность для производителей алмазов.

03 Универсальность в дизайне

Лазеры обеспечивают гибкость в создании широкого спектра форм и конструкций, позволяя выполнять сложные и деликатные разрезы, недоступные при использовании традиционных методов.

04 Повышенная безопасность и качество

Лазерная резка снижает риск повреждения алмазов и уменьшает вероятность травм оператора, обеспечивая высокое качество резки и более безопасные условия труда.

Применение DPSS Nd:YAG лазера в алмазной резке

Твердотельный лазер на основе диодной накачки (DPSS) с использованием Nd:YAG-лазера (легированного неодимом иттрий-алюминиевого граната), генерирующий зеленый свет с удвоенной частотой 532 нм, работает благодаря сложному процессу, включающему несколько ключевых компонентов и физических принципов.

* Это изображение было созданоКкмуррейДанный файл распространяется под лицензией GNU Free Documentation License.Creative Commons Attribution 3.0 Unportedлицензия.

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Powerlite_NdYAG.jpg

Nd:YAG лазер с открытой крышкой, демонстрирующий зеленый свет с удвоенной частотой 532 нм.

Принцип работы DPSS-лазера

1. Диодная накачка:

Процесс начинается с лазерного диода, излучающего инфракрасный свет. Этот свет используется для «накачки» кристалла Nd:YAG, то есть для возбуждения ионов неодима, внедренных в кристаллическую решетку иттрий-алюминиевого граната. Лазерный диод настраивается на длину волны, соответствующую спектру поглощения ионов Nd, что обеспечивает эффективную передачу энергии.

2. Кристалл Nd:YAG:

Кристалл Nd:YAG является активной средой усиления. Когда ионы неодима возбуждаются накачивающим светом, они поглощают энергию и переходят в более высокое энергетическое состояние. Через короткий промежуток времени эти ионы возвращаются в более низкое энергетическое состояние, высвобождая накопленную энергию в виде фотонов. Этот процесс называется спонтанным излучением.

[Читать далее:Почему в качестве активной среды в DPSS-лазере используется кристалл NdYAG?? ]

3. Инверсия численности населения и стимулированные выбросы:

Для возникновения лазерного излучения необходимо достичь инверсии населенности, при которой в возбужденном состоянии находится больше ионов, чем в состоянии с более низкой энергией. Фотоны, отражаясь от зеркал лазерного резонатора, стимулируют возбужденные ионы Nd к испусканию большего количества фотонов той же фазы, направления и длины волны. Этот процесс известен как стимулированное излучение и усиливает интенсивность света внутри кристалла.

4. Лазерный резонатор:

Лазерный резонатор обычно состоит из двух зеркал, расположенных на обоих концах кристалла Nd:YAG. Одно зеркало обладает высокой отражательной способностью, а другое — частичной, позволяя части света выходить наружу в виде лазерного излучения. Резонатор резонирует со светом, усиливая его за счет многократных циклов стимулированного излучения.

5. Удвоение частоты (генерация второй гармоники):

Для преобразования света основной частоты (обычно 1064 нм, излучаемого Nd:YAG-лазером) в зеленый свет (532 нм) в лазерный луч помещают кристалл, удваивающий частоту (например, KTP — титанилфосфат калия). Этот кристалл обладает нелинейными оптическими свойствами, позволяющими ему принимать два фотона исходного инфракрасного света и объединять их в один фотон с удвоенной энергией и, следовательно, с половиной длины волны исходного света. Этот процесс известен как генерация второй гармоники (ГВГ).

удвоение частоты лазера и генерация второй гармоники.png

6. Выделение зеленого света:

В результате удвоения частоты происходит излучение яркого зеленого света с длиной волны 532 нм. Этот зеленый свет затем может быть использован в различных целях, включая лазерные указки, лазерные шоу, возбуждение флуоресценции в микроскопии и медицинские процедуры.

Весь этот процесс отличается высокой эффективностью и позволяет получать мощный когерентный зеленый свет в компактном и надежном формате. Ключ к успеху DPSS-лазера заключается в сочетании твердотельной активной среды (кристалл Nd:YAG), эффективной диодной накачки и эффективного удвоения частоты для достижения желаемой длины волны света.