การประยุกต์ใช้ DPSS ND: YAG Laser ในการตัดเพชร

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเลเซอร์โซลิดสเตตแบบไดโอด(DPSS) ND: YAG เลเซอร์ได้ค่อยๆกลายเป็นเครื่องมือปฏิวัติในด้านการตัดเพชรเนื่องจากคุณภาพของลำแสงสูงพลังสูงสุดและลักษณะการควบคุมพัลส์ที่ยืดหยุ่น . บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่หลักการทางเทคนิคข้อได้เปรียบของกระบวนการและศักยภาพการใช้งานจริง โซนและให้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพราคาต่ำและคุณภาพสูงสำหรับการประมวลผลความแม่นยำเพชร .

DPSS ND: YAG เลเซอร์ใช้เทคโนโลยีการสูบน้ำไดโอดและสื่อเลเซอร์โซลิดสเตตเพื่อผลิตลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูง . เลเซอร์นี้เป็นความถี่ในการกำหนดค่าที่เฉพาะ การสร้างฮาร์มอนิกสองเท่าหรือครั้งที่สอง (SHG) และเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างแสงความยาวคลื่นสั้น .

หลักการทำงานของ DPSS ND: YAG Laser

·การสูบไดโอด:กระบวนการเริ่มต้นด้วยไดโอดเลเซอร์ที่ปล่อยแสงอินฟราเรด . แสงนี้ใช้ในการ "ปั๊ม" คริสตัล ND: YAG ซึ่งกระตุ้นไอออน neodymium ที่ฝังอยู่ใน yttrium garnet lattice . laser diode ถ่ายโอน .

· nd: yag crystal:คริสตัล ND: YAG เป็นตัวกลางที่ได้รับการใช้งาน . เมื่อ Neodymium ions ตื่นเต้นกับแสงปั๊มพวกมันดูดซับพลังงานและย้ายไปยังสถานะพลังงานที่สูงขึ้น . ภายในเวลาอันสั้นไอออนเหล่านี้จะเปลี่ยนไปสู่สถานะพลังงานที่ต่ำกว่า

·การผกผันของประชากรและการปล่อยมลพิษ:สำหรับการกระทำของเลเซอร์ที่จะเกิดขึ้นการผกผันของประชากรจะต้องประสบความสำเร็จนั่นคือไอออนจำนวนมากอยู่ในสภาวะที่ตื่นเต้นกว่าในสถานะพลังงานที่ต่ำกว่า . เมื่อโฟตอนเด้งไปมาระหว่างกระจกทั้งสองของโพรงเลเซอร์ คริสตัล .

·โพรงเลเซอร์:โดยทั่วไปแล้วโพรงเลเซอร์นั้นประกอบไปด้วยกระจกสองตัวที่ปลายทั้งสองด้านของคริสตัล nd: yag . กระจกหนึ่งสะท้อนอย่างมากในขณะที่อีกอันหนึ่งสะท้อนแสงบางส่วนทำให้แสงบางส่วนหลบหนีออกมาเป็นเอาท์พุตเลเซอร์ .

·ความถี่เป็นสองเท่า (การสร้างฮาร์มอนิกที่สอง):ในการแปลงแสงความถี่พื้นฐาน (1,064 นาโนเมตรซึ่งโดยทั่วไปแล้ว YAG จะปล่อยออกมา) เป็นแสงสีเขียว (532 นาโนเมตร) ความถี่เป็นสองเท่าของผลึก (เช่น KTP - โพแทสเซียมไททาเนตฟอสเฟต) อยู่ในเส้นทางเลเซอร์ ดังนั้นครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของแสงเริ่มต้น . กระบวนการนี้เรียกว่าการสร้างฮาร์มอนิกที่สอง (shg) .

·เอาต์พุตไฟสีเขียว:ผลลัพธ์ของความถี่สองเท่าคือแสงสีเขียวสดใสที่ปล่อยออกมาที่ 532 นาโนเมตร . แสงสีเขียวนี้สามารถใช้ในการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงพอยน์เตอร์เลเซอร์, เลเซอร์แสดงการกระตุ้นการเรืองแสงในกล้องจุลทรรศน์และขั้นตอนทางการแพทย์ .}}}

ข้อดีของ DPSS ND: YAG เลเซอร์

1. การประมวลผลรูปร่างที่มีความแม่นยำสูงและซับซ้อน
Submicron Precision:
ความยาวคลื่นสั้นและคุณภาพลำแสงสูง (m²ใกล้กับ 1) ของ DPSS ND: YAG เลเซอร์สามารถบรรลุเส้นผ่านศูนย์กลางจุดโฟกัสน้อยกว่า 10 μm, ตรงตามข้อกำหนดความแม่นยำของ submicron ของการตัดเพชรโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการประมวลผลที่แม่นยำของขอบด้าน .
ตัวอย่างแอปพลิเคชัน:การตัดรูปร่างทางเรขาคณิตที่ซับซ้อนของเพชรรูปทรงพิเศษ (เช่นรูปหัวใจและรูปทรงลูกแพร์) มุมที่คมชัดหรือโครงสร้างไมโครคอนโซตที่ยากที่จะบรรลุด้วยเครื่องมือเชิงกลแบบดั้งเดิมสามารถทำซ้ำได้อย่างสมบูรณ์แบบผ่านการเขียนโปรแกรมเส้นทางเลเซอร์ .}}}}}}}
การควบคุมแบบไดนามิกคอมพิวเตอร์:
เส้นทางการตัดนั้นตั้งค่าไว้ล่วงหน้าผ่านซอฟต์แวร์ CAD/CAM และการเชื่อมโยงหลายแกนนั้นสามารถใช้ร่วมกับระบบสแกน Galvanometer ซึ่งทำให้กระบวนการทั้งหมดทำงานโดยอัตโนมัติตั้งแต่การตัดหยาบไปจนถึงการตกแต่งที่ดีลดข้อผิดพลาดของมนุษย์ .

2. ลดการสูญเสียวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ
การออกแบบร่องแคบ:
ความกว้างของร่องเลเซอร์สามารถควบคุมได้ที่ 20–50 μm (ร่องใบมีดเชิงกลมักจะมากกว่า 200 μm) ลดปริมาณของการกำจัดหินขรุขระเพชรที่ไม่มีประสิทธิภาพ .}
การเปรียบเทียบข้อมูล:การใช้ 1- CARAT Round Diamond มาตรฐานเป็นตัวอย่างอัตราการใช้วัสดุของการตัดเลเซอร์สามารถเพิ่มขึ้นได้ 15%–20%ลดต้นทุนวัตถุดิบโดยตรง .
การปรับตัวให้เข้ากับหินหยาบ:
เลเซอร์สามารถเลือกตัดการรวมหรือรอยแตกภายในเพชรได้หลีกเลี่ยงพื้นที่ที่มีข้อบกพร่องและเก็บชิ้นส่วนที่มีมูลค่าสูงไว้ในขอบเขตสูงสุด .}

3. ความน่าเชื่อถือของการประมวลผลแบบไม่ติดต่อ
ความเสียหายต่อความเครียดทางกลศูนย์:
เลเซอร์ระเหยกลายเป็นไอวัสดุเพชรโดยตรงผ่านการกระทำของแสงความร้อน (คาร์บอนถูกแปลงเป็น CO/CO₂) หลีกเลี่ยง microcracks หรือการยุบขอบที่เกิดจากการสัมผัสใบมีดเชิงกล
การประมวลผลหินขรุขระที่บอบบาง:
สำหรับเพชรขรุขระที่มีรอยแตกที่พัฒนาแล้วหรือเพชรที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ (ซึ่งอาจมีข้อบกพร่องในการเติบโต) การตัดแบบไม่สัมผัสสามารถลดอัตราการแตกหักได้อย่างมีนัยสำคัญ .

4. การป้องกันสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพสูง
กระบวนการสีเขียว:
ไม่จำเป็นต้องใช้ของเหลวหรือสารหล่อเย็น (การประมวลผลแบบดั้งเดิมต้องใช้น้ำมันหล่อลื่นที่ใช้น้ำมัน) ลดมลพิษทางเคมีและต้นทุนการทำความสะอาดที่ตามมาซึ่งสอดคล้องกับแนวโน้มของการผลิตที่ยั่งยืน .}
การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน:
ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของเทคโนโลยี DPSS ถึง 20%-30%(การสูบแฟลชไฟเพียง 1%-3%) . รวมกับฟังก์ชั่นการปรับพัลส์

การประยุกต์ใช้ ND: YAG Laser ในการตัดเพชร

1. การตัดเพชรอุตสาหกรรม
การตัดครั้งแรกและการสร้างเพชรขนาดใหญ่
Efficient segmentation: DPSS Nd:YAG laser can quickly cut large diamonds (>5 carats) และลดความเสี่ยงของการกระจายตัวที่เกิดจากความเครียดเชิงกล .
การสร้างรูปแบบที่แม่นยำ: การประมวลผลเบื้องต้นของรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน (เช่นรูปหลายเหลี่ยมและโครงสร้างรูปทรงพิเศษ) ทำได้ผ่านเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงพัลส์เลเซอร์วางรากฐานสำหรับการประมวลผลที่ดีต่อมา .}}}}}}
2. การตกแต่งเพชรเกรดเครื่องประดับ
เทคโนโลยีที่ช่วยด้วยเลเซอร์ในการทำหน้าและขัดเงา
ด้านความแม่นยำสูง: เลเซอร์สามารถลดขอบด้านบนพื้นผิวเพชรได้อย่างแม่นยำ (ข้อผิดพลาดมุม<0.1°) to ensure optical symmetry.
Pre-polishing: เลเซอร์ micro-ablation สามารถลดเวลาการขัดกลไกเชิงกลที่ตามมาและลดความขรุขระของพื้นผิว (RA<10 nm).
3. การประมวลผลความต้องการพิเศษ
Diamond Micro-drilling (การประมวลผลของอ่างล้างมือความร้อนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์)
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.
การประมวลผลอาร์เรย์: อาร์เรย์หลุมที่มีความหนาแน่นสูง (เช่น 1,000 หลุม/cm²) สามารถทำให้เสร็จได้อย่างรวดเร็วผ่านระบบ galvanometer .}
การประมวลผลขอบเครื่องมือเพชร
การตกแต่งด้วยเลเซอร์: เลเซอร์สามารถถอดวัสดุขอบออกได้อย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ความคมชัดระดับนาโน (รัศมีขอบ<50 nm) and extend tool life.

การตัดแบบดั้งเดิมกับ . การตัดเลเซอร์

ในสนามของการตัดเพชรแสงสีเขียวพลังงานสูงที่เชื่อมโยงกันของ DPSS ND: YAG เลเซอร์ให้วิธีการตัดที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ . เมื่อเทียบกับเทคนิคการตัดทางกายภาพแบบดั้งเดิมการตัดด้วยเลเซอร์ หมายความว่าความเครียดทางกายภาพในเพชรลดลงลดความเสี่ยงของความเสียหาย .

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเลเซอร์ได้นำการเปลี่ยนแปลงการปฏิวัติมาสู่อุตสาหกรรมการแปรรูปเพชรและเลเซอร์ DPSS ND: YAG มีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ด้วยประสิทธิภาพสูงรูปแบบขนาดกะทัดรัดและเชื่อถือได้ . ผ่านการเพิ่มความถี่ในการเปิดตัว ของเพชรและวัสดุแข็งและเปราะอื่น ๆ .

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ อย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา . ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและข้อกำหนดของเราคืออะไรเราจะทำตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้ามีคุณภาพสูงราคาต่ำและบริการที่ดีที่สุด .