DPSS pielietojums ND: YAG lāzera dimanta griešanā

Strauji attīstoties lāzera tehnoloģijai,diodes sūknis cietvielu(DPSS) ND: YAG lāzeripakāpeniski kļuvuši par revolucionāru instrumentu dimantu griešanas jomā, pateicoties to augstajai staru kvalitātei, augstajai jaudai un elastīgajai impulsa kontroles īpašībām. Šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta DPSS tehniskajiem principiem, procesa priekšrocībām un praktiskā pielietojuma potenciālam ND: YAG lāzeri dimantu griešanā, un analizē, kā tas sabojājas tradicionālo procesu sašaurināšanā, izmantojot bezkontaktu apstrādi, precīzus enerģijas kontroli un zemu siltumizolācijas zonu, kā arī nodrošina efektīvu, zemu cenu un augstas kvalitātes risinājumus dimanta precizitātei.

DPSS ND: YAG lāzeri izmanto diožu sūknēšanas tehnoloģiju un cietvielu lāzera barotni, lai iegūtu augstas intensitātes lāzera staru. Šis lāzers ir frekvence, kas ir sajaukta noteiktā konfigurācijā, kur ievades infrasarkanais stars (1064 nm) tiek izvadīts caur nelineāru kristālu un pārveidots zaļā gaismā (532 nm). Šo procesu sauc par frekvences dubultošanos vai otro harmonisko paaudzi (SHG), un tā ir plaši izmantota metode īsa viļņa garuma gaismas ģenerēšanai.

DPSSS darba princips Nd: Yag Laser

· Diodes sūknēšana:Process sākas ar lāzera diodi, kas izstaro infrasarkano gaismu. Šo gaismu izmanto, lai "sūknētu" nd: yag kristālu, kas aizrauj neodīma jonus, kas iestrādāti yttrium alumīnija granāta režģī. Lāzera diode ir noregulēta uz viļņa garumu, kas atbilst ND jonu absorbcijas spektram, lai nodrošinātu efektīvu enerģijas pārnešanu.

· Nd: yag kristāls:ND: yag kristāls ir aktīvā pastiprinājuma vide. Kad neodīma jonus satrauc sūkņa gaisma, tie absorbē enerģiju un pārvietojas uz augstāku enerģijas stāvokli. Īsā laikā šie joni pāriet atpakaļ uz zemāku enerģijas stāvokli, atbrīvojot to uzglabāto enerģiju fotonu veidā. Šo procesu sauc par spontānu emisiju.

· Iedzīvotāju inversija un stimulētā emisija:Lai notiktu lāzera darbība, ir jāpanāk populācijas apgriezieni, tas ir, vairāk jonu ir ierosinātā stāvoklī nekā zemākā enerģijas stāvoklī. Kad fotoni atlec uz priekšu un atpakaļ starp diviem lāzera dobuma spoguļiem, tie stimulē ierosinātos ND jonus, lai atbrīvotu vairāk vienas fāzes, virziena un viļņa garuma fotonu. Šo procesu sauc par stimulētu emisiju un pastiprina gaismas intensitāti kristālā.

· Lāzera dobums:Lāzera dobumu parasti veido divi spoguļi abos Nd: Yag Crystal galā. Viens spogulis ir ļoti atstarojošs, bet otrs ir daļēji atstarojošs, ļaujot dažai gaismai izkļūt kā lāzera izeja. Dobums rezonē ar gaismu, pastiprinot to atkārtoti stimulētās emisijas procesā.

· Divkāršošana frekvencē (otrā harmoniskā paaudze):Lai pārveidotu fundamentālo frekvences gaismu (1064 nm, kas ND: YAG parasti izstaro) zaļā gaismā (532 nm), lāzera ceļā tiek ievietots frekvences dubultošana (piemēram, KTP - kālija titanāta fosfāts). Šim kristālam ir nelineāras optiskās īpašības, kas ļauj tai apvienot divus oriģinālos infrasarkanās gaismas fotonus vienā fotonā ar dubultotu enerģiju un līdz ar to pusi no sākotnējās gaismas viļņa garuma. Šis process ir pazīstams kā otrā harmoniskā paaudze (SHG).

· Zaļās gaismas izvade:Frekvences dubultošanās rezultāts ir spilgti zaļa gaisma, kas izstarota pie 532 nm. Šo zaļo gaismu var izmantot dažādos lietojumos, ieskaitot lāzera rādītājus, lāzera rādītājus, fluorescences ierosmi mikroskopijā un medicīniskās procedūras.

DPSS priekšrocības ND: YAG lāzeri

1. Augstas precizitātes un sarežģītas formas apstrāde
Apakšmikrona precizitāte:
Īsais viļņa garums un augstā staru kūļa kvalitāte (m² tuvu 1) DPSS ND: YAG lāzers var sasniegt fokusētu vietas diametru, kas ir mazāks par 10 μm, atbilst dimanta griešanas submikrona precizitātes prasībām, īpaši piemērota precīzai šķautņu malu apstrādei.
Pieteikuma piemērs:Sarežģīta ģeometriskā kontūras griešana ar īpašas formas dimantiem (piemēram, sirds formas un bumbierveida), asiem leņķiem vai mikrokonkāvas struktūrām, kuras ir grūti sasniegt ar tradicionāliem mehāniskiem instrumentiem, var lieliski reproducēt, izmantojot lāzera ceļa programmēšanu.
Datora dinamiskā vadība:
Griešanas ceļš ir iestatīts, izmantojot programmatūru CAD/CAM, un daudzu asu saite tiek sasniegta kombinācijā ar galvanometra skenēšanas sistēmu, kas automatizē visu procesu no aptuvenas griešanas līdz smalkai apdarei, samazinot cilvēku kļūdas.

2. Ievērojami samazina materiāla zaudējumu
Šaurs spraugas dizains:
Lāzera spraugas platumu var kontrolēt pie 20–50 μm (mehāniskā asmeņa sprauga parasti ir vairāk nekā 200 μm), samazinot neefektīvas dimanta neapstrādāto akmeņu noņemšanas daudzumu.
Datu salīdzinājums:Ņemot vērā 1- karātu standarta apaļo dimantu, kā piemēru, lāzera griešanas materiāla izmantošanas ātrumu var palielināt par 15%–20%, tieši samazinot izejvielu izmaksas.
Pielāgojamība neapstrādātiem akmeņiem:
Lāzers var selektīvi sagriezt ieslēgumus vai plaisas dimanta iekšpusē, maksimālā mērā izvairoties no bojātiem apgabaliem un saglabājot augstvērtīgas daļas.

3. Bezkontakta apstrādes ticamība
Nulles mehāniskā sprieguma bojājumi:
Lāzers tieši iztvaiko dimanta materiālus, izmantojot fototermisku darbību (ogleklis tiek pārveidots par CO/CO₂), izvairoties no mikroplaisām vai malu sabrukšanas, ko izraisa mehānisks asmeni kontakts, kas ir īpaši piemērots augstas klarity dimantu apstrādei.
Trauslu neapstrādātu akmeņu apstrāde:
Aptuveniem dimantiem ar attīstītām plaisām vai laboratorijā audzētiem dimantiem (kuriem var būt augšanas defekti) bezkontakta griešana var ievērojami samazināt pārrāvuma ātrumu.

4. Vides aizsardzība un augsta efektivitāte
Zaļais process:
Nav nepieciešams griešanas šķidrums vai dzesēšanas šķidrums (tradicionālajai apstrādei ir vajadzīgas eļļas bāzes smērvielas), samazinot ķīmisko piesārņojumu un sekojošās tīrīšanas izmaksas atbilstoši ilgtspējīgas ražošanas tendencei.
Enerģijas patēriņa optimizācija:
DPSS tehnoloģijas fotoelektriskā konvertēšanas efektivitāte sasniedz 20%-30%(zibspuldzes sūknēšana ir tikai 1%-3%). Apvienojumā ar impulsa modulācijas funkciju enerģijas patēriņš tiek samazināts par 30% -50%, salīdzinot ar mehānisku griešanu tajā pašā griešanas uzdevumā.

ND pielietojums: yag lāzera dimanta griešanā

1. Rūpnieciskā dimanta griešana
Sākotnējā lielo dimantu griešana un veidošana
Efficient segmentation: DPSS Nd:YAG laser can quickly cut large diamonds (>5 karāti) un samazina mehāniskā stresa izraisīto sadrumstalotības risku.
Precīza formēšana: Sarežģītu ģeometrisko formu (piemēram, daudzstūru un īpašas formas struktūru) sākotnēja apstrāde tiek panākta, izmantojot augstas enerģijas blīvuma impulsu lāzerus, liekot pamatus turpmākai smalkai apstrādei.
2. Juvelierizstrādājumu klases dimanta apdare
Lāzera palīdzības tehnoloģija aspektā un pulēšanai
Augstas precizitātes aspekts: lāzers var precīzi atslābt šķautnes malas uz dimanta virsmas (leņķa kļūda<0.1°) to ensure optical symmetry.
Iepriekšēja veikšana: lāzera mikro-Ablācija var samazināt nākamo mehāniskās pulēšanas laiku un samazināt virsmas raupjumu (RA<10 nm).
3. Īpašo vajadzību apstrāde
Dimanta mikrodziršana (siltuma izlietņu apstrāde elektroniskām ierīcēm)
Drilling without edge collapse: Ultrashort pulse (picosecond level) Nd:YAG laser can avoid thermal damage and achieve micro-holes with a depth-to-diameter ratio of >10:1.
Masīva apstrāde: Augsta blīvuma caurumu masīvi (piemēram, 1000 caurumi/cm²) var ātri pabeigt caur galvanometra sistēmu.
Dimanta instrumenta malu apstrāde
Lāzera apdare: lāzers var precīzi noņemt malas materiālu, lai sasniegtu nano līmeņa asumu (malas rādiuss<50 nm) and extend tool life.

Tradicionālā griešana pret lāzera griešanu

Dimanta griešanas laukā DPSSS ND: YAG lāzeru lieljaudas, koherentās zaļā gaisma nodrošina precīzu un efektīvu griešanas metodi. Salīdzinot ar tradicionālajām fiziskās griešanas metodēm, lāzera griešana var sasniegt smalkākas griešanas līnijas un augstāku griešanas precizitāti, tādējādi samazinot materiālo atkritumu daudzumu un uzlabojot apstrādes efektivitāti. Turklāt lāzera griešanas bezkontakta raksturs nozīmē, ka dimantu fiziskais spriegums tiek samazināts, samazinot bojājuma risku.

Lāzera tehnoloģijas sasniegumi ir izraisījuši revolucionāras izmaiņas dimantu pārstrādes nozarē, un DPSS ND: YAG lāzeriem ir bijusi nozīmīga loma tajā ar to augsto efektivitāti, kompakto un uzticamo formātu. Izmantojot cietvielu pastiprināšanas barotni (ND: YAG kristālus), efektīvu diožu sūknēšanu un efektīvu frekvences reizināšanu, šis lāzers veiksmīgi sasniedz nepieciešamo gaismas viļņa garumu, paverot jaunas iespējas dimantu un citu cietu un trauslu materiālu precizitātes apstrādei.

Kontaktinformācija:

Ja jums ir kādas idejas, droši runājiet ar mums. Neatkarīgi no tā, kur atrodas mūsu klienti un kādas ir mūsu prasības, mēs sekosim savam mērķim, lai klientiem nodrošinātu augstas kvalitātes, zemas cenas un vislabāko pakalpojumu.