Промышленная насосная (алмазная)

OEM DPSS лазерное решение для резки драгоценных камней

Можно ли лазером резать алмазы?

Да, лазеры могут резать алмазы, и эта технология становится всё более популярной в алмазной промышленности по нескольким причинам. Лазерная резка обеспечивает точность, эффективность и возможность выполнять сложные огранки, которые трудно или невозможно выполнить традиционными механическими методами.

Какой традиционный метод огранки алмазов?

Планирование и маркировка

Эксперты осматривают необработанный алмаз, чтобы определить его форму и размер, а также маркируют его для выбора огранки, которая максимально увеличит его ценность и красоту. Этот этап включает в себя оценку природных характеристик алмаза, чтобы определить наилучший способ огранки с минимальными отходами.

Блокирование

К бриллианту добавляются начальные грани, создавая базовую форму популярной круглой бриллиантовой огранки или других форм. Блокировка включает в себя огранку основных граней бриллианта, подготавливая почву для более детальной огранки.

Раскалывание или распиливание

Алмаз либо раскалывают вдоль его естественных волокон резким ударом, либо распиливают лезвием с алмазным наконечником.Раскалывание применяется для крупных камней с целью их разделения на более мелкие, более удобные для обработки куски, а распиловка обеспечивает более точную резку.

Огранка

Дополнительные грани аккуратно вырезаются и добавляются к бриллианту, чтобы максимально усилить его блеск и яркость. Этот этап включает в себя точную огранку и полировку граней бриллианта для улучшения его оптических свойств.

Опоясывание или опоясывание

Два алмаза устанавливаются друг напротив друга для шлифования их рундистов, придавая алмазу круглую форму. Этот процесс придает алмазу его основную форму, обычно круглую, путем вращения одного алмаза относительно другого на токарном станке.

Полировка и осмотр

Бриллиант полируется до блеска, и каждая грань проверяется на соответствие строгим стандартам качества. Финальная полировка раскрывает сияние бриллианта, а камень тщательно проверяется на наличие любых изъянов и дефектов, прежде чем считаться готовым.

Задача по резке и распиловке алмазов

Алмаз, будучи твёрдым, хрупким и химически стабильным материалом, создаёт серьёзные проблемы при обработке. 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 микронной точности резки, эти методы неэффективны.

Технология лазерной резки становится превосходной альтернативой, предлагая высокоскоростную и высококачественную резку твёрдых и хрупких материалов, таких как алмаз. Этот метод минимизирует тепловое воздействие, снижая риск повреждения и появления таких дефектов, как трещины и сколы, а также повышает эффективность обработки. Он отличается более высокой скоростью, более низкой стоимостью оборудования и меньшим количеством ошибок по сравнению с ручными методами. Ключевым решением для лазерной резки алмазов являетсяDPSS (твердотельный лазер с диодной накачкой) Nd:YAG (иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом), который 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, что позволяет создавать сложные конструкции с высокой точностью и минимальным количеством отходов.

02 Эффективность и скорость

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

03 Универсальность дизайна

Лазеры обеспечивают гибкость, позволяющую создавать широкий спектр форм и конструкций, позволяя выполнять сложные и тонкие разрезы, которые невозможно выполнить традиционными методами.

04 Повышенная безопасность и качество

При лазерной резке снижается риск повреждения алмазов и снижается вероятность травмирования оператора, что обеспечивает высокое качество резки и более безопасные условия труда.

Применение DPSS Nd:YAG-лазера при резке алмазов

Лазер на иттрий-алюминиевом гранате (алюмоиттриевом гранате с неодимовым присадком) с диодной накачкой (DPSS), который генерирует зеленый свет с удвоенной частотой 532 нм, работает на основе сложного процесса, включающего несколько ключевых компонентов и физических принципов.

* Это изображение было созданоКкмюррейи лицензирован в соответствии с лицензией GNU Free Documentation License. Этот файл лицензирован в соответствии сCreative Commons Attribution 3.0 Непортированнаялицензия.

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

Лазер Nd:YAG с открытой крышкой, излучающий зеленый свет с удвоенной частотой 532 нм

Принцип работы DPSS-лазера

1. Диодная накачка:

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

2. Кристалл Nd:YAG:

Кристалл Nd:YAG является активной средой. Когда ионы неодима возбуждаются светом накачки, 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 мы используем кристалл Nd YAG в качестве активной среды в лазере с диодной накачкой (DPSS)? ]

3. Инверсия населенности и вынужденное излучение:

Для работы лазера необходимо достичь инверсной населённости, при которой в возбуждённом состоянии находится больше ионов, чем в состоянии с более низкой энергией. Фотоны, отражаясь друг от друга между зеркалами резонатора лазера, стимулируют возбуждённые ионы неодима испускать больше фотонов той же фазы, направления и длины волны. Этот процесс называется вынужденным излучением и усиливает интенсивность света внутри кристалла.

4. Лазерный резонатор:

Резонатор лазера обычно состоит из двух зеркал, расположенных по обе стороны кристалла Nd:YAG. Одно зеркало обладает высокой отражающей способностью, а другое — частичной, что позволяет части света выходить из лазера. Резонатор резонирует со светом, усиливая его посредством повторяющихся циклов вынужденного излучения.

5. Удвоение частоты (генерация второй гармоники):

Для преобразования света основной частоты (обычно 1064 нм, излучаемого Nd:YAG) в зелёный свет (532 нм) на пути лазера помещается кристалл-удвоитель частоты (например, KTP – титанилфосфат калия). Этот кристалл обладает нелинейным оптическим свойством, позволяющим ему объединять два фотона исходного инфракрасного света в один с удвоенной энергией и, следовательно, с длиной волны вдвое меньше исходного света. Этот процесс известен как генерация второй гармоники (ГВГ).

Удвоение частоты лазера и генерация второй гармоники.png

6. Выход зеленого света:

Результатом этого удвоения частоты является излучение ярко-зелёного света с длиной волны 532 нм. Этот зелёный свет может использоваться в различных приложениях, включая лазерные указки, лазерные шоу, возбуждение флуоресценции в микроскопии и медицинские процедуры.

Весь этот процесс отличается высокой эффективностью и позволяет получать мощный когерентный зелёный свет в компактном и надёжном формате. Ключ к успеху DPSS-лазера — сочетание твердотельного усилителя (кристалла Nd:YAG), эффективной диодной накачки и эффективного удвоения частоты для достижения желаемой длины волны света.