Kunnen diamanten lasergesneden worden?
Ja, lasers kunnen diamanten slijpen, en deze techniek is om verschillende redenen steeds populairder geworden in de diamantindustrie. Lasersnijden biedt precisie, efficiëntie en de mogelijkheid om complexe sneden te maken die moeilijk of onmogelijk te realiseren zijn met traditionele mechanische snijmethoden.
Wat is de traditionele diamantslijpmethode?
Uitdaging bij diamantslijpen en zagen
Omdat diamant hard, bros en chemisch stabiel is, vormt dit aanzienlijke uitdagingen voor snijprocessen. Traditionele methoden, waaronder chemisch snijden en fysiek polijsten, resulteren vaak in hoge arbeidskosten en foutenpercentages, naast problemen als scheuren, spanen en gereedschapsslijtage. Gezien de noodzaak van snijnauwkeurigheid op micronniveau schieten deze methoden tekort.
Lasersnijtechnologie komt naar voren als een superieur alternatief en biedt snel en kwalitatief hoogstaand snijden van harde, broze materialen zoals diamant. Deze techniek minimaliseert de thermische impact, vermindert het risico op schade en defecten zoals scheuren en chippen, en verbetert de verwerkingsefficiëntie. Het beschikt over hogere snelheden, lagere apparatuurkosten en minder fouten in vergelijking met handmatige methoden. Een belangrijke laseroplossing bij het diamantslijpen is deDPSS (Diode-Pumped Solid-State) Nd: YAG (Neodymium-gedoteerde Yttrium Aluminium Granaat) laser, dat 532 nm groen licht uitstraalt, wat de snijprecisie en -kwaliteit verbetert.
4 Grote voordelen van laserdiamantsnijden
01
Ongeëvenaarde precisie
Lasersnijden maakt uiterst precieze en ingewikkelde sneden mogelijk, waardoor complexe ontwerpen met hoge nauwkeurigheid en minimale verspilling mogelijk zijn.
02
Efficiëntie en snelheid
Het proces is sneller en efficiënter, waardoor de productietijden aanzienlijk worden verkort en de doorvoercapaciteit voor diamantfabrikanten toeneemt.
03
Veelzijdigheid in ontwerp
Lasers bieden de flexibiliteit om een breed scala aan vormen en ontwerpen te produceren, waarbij complexe en delicate sneden mogelijk zijn die met traditionele methoden niet mogelijk zijn.
04
Verbeterde veiligheid en kwaliteit
Met lasersnijden is er een verminderd risico op schade aan de diamanten en een kleinere kans op letsel voor de operator, waardoor sneden van hoge kwaliteit en veiligere werkomstandigheden worden gegarandeerd.
DPSS Nd: YAG-lasertoepassing bij diamantslijpen
Een DPSS (Diode-Pumped Solid-State) Nd:YAG (Neodymium-gedoteerde Yttrium Aluminium Garnet) laser die in frequentie verdubbeld groen licht van 532 nm produceert, werkt via een geavanceerd proces waarbij verschillende belangrijke componenten en fysieke principes betrokken zijn.
- *Deze afbeelding is gemaakt doorKkmurrayen is gelicentieerd onder de GNU Free Documentation License. Dit bestand is gelicentieerd onder deCreatieve Commons Attributie 3.0 Niet geporteerdlicentie.
- Nd:YAG-laser met open deksel en frequentieverdubbeld groen licht van 532 nm
Werkingsprincipe van DPSS-laser
1. Diodepompen:
Het proces begint met een laserdiode, die infrarood licht uitzendt. Dit licht wordt gebruikt om het Nd:YAG-kristal te "pompen", wat betekent dat het de neodymiumionen exciteert die zijn ingebed in het yttrium-aluminium-granaatkristalrooster. De laserdiode is afgestemd op een golflengte die overeenkomt met het absorptiespectrum van de Nd-ionen, waardoor een efficiënte energieoverdracht wordt gegarandeerd.
2. Nd:YAG-kristal:
Het Nd:YAG-kristal is het actieve versterkingsmedium. Wanneer de neodymiumionen worden opgewonden door het pompende licht, absorberen ze energie en gaan ze naar een hogere energietoestand. Na een korte periode gaan deze ionen terug naar een lagere energietoestand, waarbij hun opgeslagen energie vrijkomt in de vorm van fotonen. Dit proces wordt spontane emissie genoemd.
[Lees meer:Waarom gebruiken we Nd YAG-kristal als versterkingsmedium in DPSS-laser?? ]
3. Bevolkingsinversie en gestimuleerde emissie:
Om laseractie te laten plaatsvinden, moet een populatie-inversie worden bereikt, waarbij meer ionen zich in de aangeslagen toestand bevinden dan in de lagere energietoestand. Terwijl fotonen heen en weer stuiteren tussen de spiegels van de laserholte, stimuleren ze de aangeslagen Nd-ionen om meer fotonen met dezelfde fase, richting en golflengte vrij te geven. Dit proces staat bekend als gestimuleerde emissie en versterkt de lichtintensiteit in het kristal.
4. Laserholte:
De laserholte bestaat doorgaans uit twee spiegels aan beide uiteinden van het Nd:YAG-kristal. Eén spiegel is sterk reflecterend en de andere is gedeeltelijk reflecterend, waardoor er wat licht kan ontsnappen als laseruitvoer. De holte resoneert met het licht en versterkt het door herhaalde rondes van gestimuleerde emissie.
5. Frequentieverdubbeling (tweede harmonische generatie):
Om het fundamentele frequentielicht (meestal 1064 nm uitgezonden door Nd:YAG) om te zetten in groen licht (532 nm), wordt een frequentieverdubbelend kristal (zoals KTP - Kaliumtitanylfosfaat) in het pad van de laser geplaatst. Dit kristal heeft een niet-lineaire optische eigenschap waardoor het twee fotonen van het oorspronkelijke infraroodlicht kan combineren tot één enkel foton met tweemaal de energie, en dus de helft van de golflengte van het oorspronkelijke licht. Dit proces staat bekend als tweede harmonische generatie (SHG).
6. Uitgang van groen licht:
Het resultaat van deze frequentieverdubbeling is de emissie van heldergroen licht bij 532 nm. Dit groene licht kan vervolgens worden gebruikt voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder laserpointers, lasershows, fluorescentie-excitatie bij microscopie en medische procedures.
Dit hele proces is zeer efficiënt en maakt de productie van krachtig, coherent groen licht mogelijk in een compact en betrouwbaar formaat. De sleutel tot het succes van de DPSS-laser is de combinatie van solid-state versterkingsmedia (Nd:YAG-kristal), efficiënt diodepompen en effectieve frequentieverdubbeling om de gewenste golflengte van licht te bereiken.
OEM-service beschikbaar
Maatwerkservice beschikbaar om aan alle soorten behoeften te voldoen
Laserreiniging, lasercladden, lasersnijden en edelsteensnijkasten.
