Kunnen diamanten met een laser gesneden 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 slijpvormen te maken die moeilijk of onmogelijk te realiseren zijn met traditionele mechanische slijpmethoden.
Wat is de traditionele diamantslijpmethode?
Uitdaging bij het slijpen en zagen van diamanten
Diamant is hard, bros en chemisch stabiel en vormt daarom aanzienlijke uitdagingen voor snijprocessen. Traditionele methoden, zoals chemisch slijpen en fysiek polijsten, leiden vaak tot hoge arbeidskosten en foutpercentages, naast problemen zoals scheuren, splinters en gereedschapsslijtage. Gezien de noodzaak van snijnauwkeurigheid op micronniveau schieten deze methoden tekort.
Lasersnijtechnologie komt naar voren als een superieur alternatief en biedt snelle, hoogwaardige snijprestaties van harde, brosse materialen zoals diamant. Deze techniek minimaliseert thermische impact, vermindert het risico op schade en defecten zoals scheuren en afbrokkeling, en verbetert de verwerkingsefficiëntie. Het biedt hogere snelheden, lagere apparatuurkosten en minder fouten in vergelijking met handmatige methoden. Een belangrijke laseroplossing bij het diamantsnijden is deDPSS (Diode-Pumped Solid-State) Nd:YAG (Neodymium-gedoteerde Yttrium Aluminium Granaat) laserdie 532 nm groen licht uitstraalt, waardoor de snijprecisie en -kwaliteit worden verbeterd.
4 grote voordelen van laserdiamantsnijden
01
Ongeëvenaarde precisie
Met lasersnijden kunt u zeer precieze en complexe sneden maken, waardoor u complexe ontwerpen met een hoge nauwkeurigheid en minimale verspilling kunt maken.
02
Efficiëntie en snelheid
Het proces is sneller en efficiënter, waardoor de productietijd aanzienlijk wordt verkort en de doorvoer voor diamantfabrikanten toeneemt.
03
Veelzijdigheid in ontwerp
Lasers bieden de flexibiliteit om een breed scala aan vormen en ontwerpen te produceren, waardoor complexe en delicate snijbewerkingen mogelijk zijn die met traditionele methoden niet mogelijk zijn.
04
Verbeterde veiligheid en kwaliteit
Bij lasersnijden is er een kleiner risico op schade aan de diamanten en een kleinere kans op letsel bij de gebruiker. Hierdoor bent u verzekerd van kwalitatief hoogwaardige sneden en veiligere werkomstandigheden.
DPSS Nd: YAG-lasertoepassing bij het diamantsnijden
Een DPSS (Diode-Pumped Solid-State) Nd:YAG (Neodymium-gedopeerde Yttrium Aluminium Garnet) laser die groen licht van 532 nm produceert waarvan de frequentie is verdubbeld, werkt via een geavanceerd proces dat bestaat uit verschillende belangrijke componenten en natuurkundige principes.
- * Deze afbeelding is gemaakt doorKkmurrayen is gelicentieerd onder de GNU Free Documentation License. Dit bestand is gelicentieerd onder deCreatieve Commons Naamsvermelding 3.0 Niet-geporteerdlicentie.
- Nd:YAG-laser met open deksel die frequentieverdubbeling van 532 nm groen licht laat zien
Werkingsprincipe van de 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 in het yttrium-aluminium-granaat kristalrooster exciteert. De laserdiode is afgestemd op een golflengte die overeenkomt met het absorptiespectrum van de Nd-ionen, wat zorgt voor een efficiënte energieoverdracht.
2. Nd:YAG-kristal:
Het Nd:YAG-kristal is het actieve versterkingsmedium. Wanneer de neodymiumionen worden geëxciteerd door het pompende licht, absorberen ze energie en gaan ze naar een hogere energietoestand. Na een korte periode keren deze ionen terug naar een lagere energietoestand, waarbij ze hun opgeslagen energie vrijgeven in de vorm van fotonen. Dit proces wordt spontane emissie genoemd.
[Lees meer:Waarom gebruiken we Nd YAG-kristal als versterkingsmedium in DPSS-lasers?? ]
3. Bevolkingsinversie en gestimuleerde emissie:
Om laserwerking te laten plaatsvinden, moet een populatie-inversie worden bereikt, waarbij meer ionen zich in de aangeslagen toestand bevinden dan in de lagere energietoestand. Doordat fotonen heen en weer kaatsen tussen de spiegels van de laserholte, stimuleren ze de aangeslagen Nd-ionen om meer fotonen van 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 weerszijden van het Nd:YAG-kristal. De ene spiegel is sterk reflecterend en de andere gedeeltelijk reflecterend, waardoor er een deel van het licht ontsnapt als de laserstraal uitzendt. De holte resoneert met het licht en versterkt het door herhaalde rondes van gestimuleerde emissie.
5. Frequentieverdubbeling (tweede harmonische generatie):
Om het licht met de fundamentele frequentie (meestal 1064 nm uitgezonden door Nd:YAG) om te zetten in groen licht (532 nm), wordt een frequentieverdubbelend kristal (zoals KTP - kaliumtitanylfosfaat) in de laserbaan geplaatst. Dit kristal heeft een niet-lineaire optische eigenschap waardoor het twee fotonen van het oorspronkelijke infraroodlicht kan opnemen en combineren tot één foton met tweemaal zoveel energie, en dus de helft van de golflengte, van het oorspronkelijke licht. Dit proces staat bekend als tweede harmonische generatie (SHG).
6. Uitvoer 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 diverse toepassingen, waaronder laserpointers, lasershows, fluorescentie-excitatie in de microscopie en medische procedures.
Dit hele proces is zeer efficiënt en maakt de productie van krachtig, coherent groen licht in een compact en betrouwbaar formaat mogelijk. De sleutel tot het succes van de DPSS-laser is de combinatie van solid-state versterkingsmedia (Nd:YAG-kristal), efficiënte diodepomping en effectieve frequentieverdubbeling om de gewenste lichtgolflengte te bereiken.
OEM-service beschikbaar
Maatwerkservice beschikbaar om aan alle soorten behoeften te voldoen
Laserreiniging, lasercladding, lasersnijden en edelsteensnijwerk.
