DPSS ND의 적용 : 다이아몬드 절단에서 YAG 레이저

Jun 09, 2025 메시지를 남겨주세요

레이저 기술의 빠른 개발로다이오드 펌핑 솔리드 스테이트(DPSS) ND : YAG 레이저고상의 품질, 높은 피크 전력 및 유연한 펄스 제어 특성 .로 인해 다이아몬드 절단 분야에서 점차 혁신적인 도구가되었습니다. .이 기사는 DPSS ND : YAG 레이저의 기술 원리, 프로세스 장점 및 실제 적용 잠재력에 초점을 맞출 것입니다. 다이아몬드 정밀 처리를위한 효율적이고 저비용 및 고품질 솔루션을 제공합니다 .

high power 1064nm laser diode

DPSS ND : YAG 레이저는 다이오드 펌핑 기술과 솔리드 스테이트 레이저 매체를 사용하여 고강도 레이저 빔 .이 레이저가 특정 구성에서 주파수 중심으로 입력 적외선 빔 (1064 nm)이 비선형 결정을 통과하고 (532 nm) {63 nm)으로 전환됩니다. 또는 두 번째 고조파 생성 (SHG) 및 단락 광 .을 생성하는 데 널리 사용되는 방법입니다.

 

DPSS ND의 작동 원리 : YAG 레이저

· 다이오드 펌핑 :이 공정은 적외선 광 . 방출되는 레이저 다이오드로 시작 하여이 빛은 Yttrium Aluminum garnet 격자에 내장 된 Neodymium 이온을 "펌핑"하는 데 사용됩니다.이 조명은 이트륨 알루미늄 가넷 격자에 포함 된 네오디움 이온을 흥분시키는 데 사용됩니다. . 레이저 다이오드는 흡수 에너지와 일치하는 파장과 일치하는 wefiletengrength와 일치합니다. 전송 .

· nd : yag crystal :ND : YAG Crystal은 활성 게인 배지 . 네오디움 이온이 펌프 조명에 의해 흥분 될 때, 에너지를 흡수하고 짧은 시간 내에 더 높은 에너지 상태로 이동하면, 이들 이온은 더 낮은 에너지 상태로 되돌아 가서 광자 형태로 보관 된 에너지를 방출하여 . . . ..

· 인구 역전 및 자극 방출 :레이저 작용이 발생하기 위해서는 인구 반전이 달성되어야합니다. 크리스탈 내 강도 .

· 레이저 캐비티 :레이저 캐비티는 일반적으로 nd : yag crystal . 하나의 미러는 반사적이며, 다른 거울은 부분적으로 반사적이며, 다른 하나는 부분적으로 반사적이며, 일부는 레이저 출력 {{1}.

· 주파수 배가 (두 번째 고조파 생성) :기본 주파수 표시등 (1064 nm, ND : YAG)을 녹색광 (532 nm)으로 변환하기 위해 주파수 배가 결정 (예 : KTP -Titanate Phosphate와 같은 주파수)은 레이저 경로에 배치됩니다. .이 결정은 비선형 광학 특성을 가질 수있는 비선형 광학 특성을 가질 수있게 해주겠습니다. 따라서 초기 광의 파장 .이 과정은 두 번째 고조파 생성 (SHG) .이라고합니다.

· 녹색광 출력 :주파수 배가의 결과는 532 nm .에서 방출되는 밝은 녹색 표시등입니다.이 녹색 표시등은 레이저 포인터, 레이저 쇼, 현미경의 형광 여기 및 의료 절차를 포함한 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.

1064nm laser to 532nm laser

DPSS Nd:YAG Laser in Diamond Cutting

DPSS ND의 장점 : YAG 레이저

1. 고정밀 및 복잡한 모양 처리
서브 미크론 정밀도 :

DPSS ND : YAG 레이저의 짧은 파장 및 고상 품질 (1m²)은 10 μm 미만의 집중적 인 스팟 직경을 달성하여 다이아몬드 절단의 서브 미크론 정밀 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.
Application example:특수 모양의 다이아몬드 (예 : 하트 모양 및 배 모양)의 복잡한 기하학적 윤곽 절단, 기존 기계 도구로 달성하기 어려운 날카로운 각도 또는 마이크로 점이 구조 .를 통해 완벽하게 재현 할 수 있습니다.
컴퓨터 동적 제어 :
절단 경로는 CAD/CAM 소프트웨어를 통해 사전 설정되며, 다축 연계는 가경형 스캐닝 시스템과 함께 달성되며, 이는 전체 프로세스가 거친 절단에서 미세한 마감까지의 전체 프로세스를 자동화하여 인간 오류를 줄입니다 ..

2. 재료 손실을 크게 줄입니다
좁은 슬릿 디자인 :

레이저 슬릿 폭은 20-50 μm (기계식 블레이드 슬릿이 일반적으로 200 μm 이상)에서 제어 할 수있어 다이아몬드 거친 돌의 비효율적 인 제거 .
데이터 비교 :1- 캐럿 표준 라운드 다이아몬드를 예로 들어 보면 레이저 절단의 재료 활용률은 15%–20%증가하여 원료 비용을 직접 감소시킬 수 있습니다 (.
거친 돌에 대한 적응성 :
레이저는 다이아몬드 내부의 포함 또는 균열을 선택적으로 절단하여 결함이있는 영역을 피하고 고가 부품을 최대 범위 .을 유지할 수 있습니다.

3. 비접촉 처리의 신뢰성
제로 기계적 응력 손상 :

레이저는 광분 작용을 통해 다이아몬드 재료를 직접 기화시킵니다 (탄소는 CO/CO₂로 변환), 기계식 블레이드 접촉으로 인한 미세 균열 또는 가장자리 붕괴를 피하며, 이는 특히 고혈압 다이아몬드를 처리하는 데 적합합니다 ..
깨지기 쉬운 거친 돌의 처리 :
균열 또는 실험실에서 재배 한 다이아몬드 (성장 결함이있을 수 있음)가있는 거친 다이아몬드의 경우 비접촉 절단이 파손 속도 .을 크게 줄일 수 있습니다.

4. 환경 보호 및 고효율
녹색 과정 :

절단 유체 또는 냉각수가 필요하지 않습니다 (전통적인 가공은 유유 기반 윤활제가 필요합니다), 지속 가능한 제조의 추세에 따라 화학 오염 및 후속 청소 비용을 줄입니다. .
에너지 소비 최적화 :
DPSS 기술의 광전 변환 효율은 20%에 도달합니다 ({1}}%(플래시 램프 펌핑은 1%-3%) . . .} .} .} -50 -50 . ..

 

ND의 적용 : 다이아몬드 절단에서 YAG 레이저

1. 산업 다이아몬드 절단
큰 다이아몬드의 초기 절단 및 형성

Efficient segmentation: DPSS Nd:YAG laser can quickly cut large diamonds (>5 캐럿) 및 기계적 응력으로 인한 단편화 위험 감소 .
정확한 형태 : 복잡한 기하학적 형태 (예 : 다각형 및 특수 모양 구조)의 예비 처리는 고 에너지 밀도 펄스 레이저를 통해 달성되며, 후속 미세 처리를위한 기초를 놓아 .
2. 보석 등급 다이아몬드 마감
측면 및 연마에서 레이저 보조 기술

고정밀 패싯 : 레이저는 다이아몬드 표면의 패싯 가장자리를 정확하게 제거 할 수 있습니다 (각도 오류<0.1°) to ensure optical symmetry.
사전 정제 : 레이저 미세 조항은 후속 기계적 연마 시간을 줄이고 표면 거칠기를 줄일 수 있습니다 (RA<10 nm).
3. 특수 요구 처리
다이아몬드 마이크로 드릴링 (전자 장치의 방열판 가공)

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.
배열 처리 : 고밀도 구멍 어레이 (예 : 1000 홀/cm²)는 갤버다 미터 시스템 .을 통해 신속하게 완료 할 수 있습니다.
다이아몬드 도구 에지 처리
레이저 마감 : 레이저는 에지 재료를 정확하게 제거하여 나노 레벨 선명도를 달성 할 수 있습니다 (가장자리 반경<50 nm) and extend tool life.

 

전통적인 절단 대 . 레이저 절단

메트릭 전통적인 기계적 절단 DPSS ND : YAG 레이저 절단 이점
수율 60% –70% (높은 결함 감도) 85% –95% (결함 회피) +20% 개선
처리 시간 8–12 시간/캐럿 (수동 패싯) 3-5 시간/캐럿 (자동화) 2–3 × 더 빠릅니다
케르프 손실 0.2–0.3 캐럿/캐럿 0.1–0.15 캐럿/캐럿 30% –50% 재료 절약
적용 가능성 간단한 기하학 복잡한 3D 구조, 마이크로 기능 우수한 유연성

 

다이아몬드 절단 분야에서, DPSS ND의 고출력, 일관된 녹색광 : YAG 레이저는 전통적인 물리적 절단 기술과 비교하여 정확하고 효율적인 절단 방법을 제공하기 위해, 레이저 절단은 더 미세한 절단 라인과 더 높은 절단 정확도를 달성 할 수 있으며, 따라서 재료 낭비를 감소시키고 처리 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 다이아몬드에 대한 물리적 스트레스가 줄어들어 손상의 위험이 줄어 듭니다 .

 

레이저 기술의 발전은 다이아몬드 가공 산업에 혁신적인 변화를 가져 왔으며 DPSS ND : YAG 레이저는 고형 상태 획득 매체 (ND : YAG 크리스탈)를 통해 고효율, 컴팩트하고 신뢰할 수있는 형식 ., 효율적인 다이오드 펌핑 및 효과적인 주파수 곱셈을 통해 중요한 역할을 수행했습니다. 다이아몬드 및 기타 단단하고 부서지기 쉬운 재료의 정밀 가공 .

 

 

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