هل يمكن قطع الماس بالليزر؟
نعم، يُمكن لليزر قطع الماس، وقد ازدادت شعبية هذه التقنية في صناعة الماس لعدة أسباب. يُوفر القطع بالليزر الدقة والكفاءة والقدرة على إجراء قطع مُعقدة يصعب أو يستحيل إجراؤها باستخدام طرق القطع الميكانيكية التقليدية.
ما هي طريقة قطع الماس التقليدية؟
التحدي في قطع الماس ونشره
الماس، لكونه صلبًا وهشًا ومستقرًا كيميائيًا، يُشكل تحديات كبيرة لعمليات القطع. غالبًا ما تُؤدي الطرق التقليدية، بما في ذلك القطع الكيميائي والتلميع الفيزيائي، إلى ارتفاع تكاليف العمالة ومعدلات الخطأ، بالإضافة إلى مشاكل مثل التشققات والخدوش وتآكل الأدوات. ونظرًا للحاجة إلى دقة قطع تصل إلى مستوى الميكرون، فإن هذه الطرق لا تُلبي المتطلبات.
تبرز تقنية القطع بالليزر كبديل متفوق، إذ توفر قطعًا عالي السرعة والجودة للمواد الصلبة والهشة مثل الماس. تقلل هذه التقنية من التأثير الحراري، مما يقلل من خطر التلف والعيوب مثل التشققات والتقطيع، ويحسن كفاءة المعالجة. كما تتميز بسرعات أعلى، وتكاليف معدات أقل، وأخطاء أقل مقارنةً بالطرق اليدوية. ومن الحلول الرئيسية بالليزر في قطع الماس:ليزر DPSS (الحالة الصلبة المضخوخة بالديود) Nd:YAG (العقيق الألومنيوم الإيتريوم المضاف إليه النيوديميوم)، الذي يصدر ضوءًا أخضر بطول 532 نانومتر، مما يعزز دقة القطع والجودة.
4 مزايا رئيسية لقطع الماس بالليزر
01
دقة لا مثيل لها
يتيح القطع بالليزر إجراء قطع دقيقة ومعقدة للغاية، مما يتيح إنشاء تصميمات معقدة بدقة عالية وبأقل قدر من الهدر.
02
الكفاءة والسرعة
وتعتبر هذه العملية أسرع وأكثر كفاءة، مما يقلل بشكل كبير من أوقات الإنتاج ويزيد من الإنتاجية لمصنعي الماس.
03
التنوع في التصميم
توفر أشعة الليزر المرونة اللازمة لإنتاج مجموعة واسعة من الأشكال والتصاميم، وتستوعب القطع المعقدة والدقيقة التي لا تستطيع الطرق التقليدية تحقيقها.
04
تعزيز السلامة والجودة
مع القطع بالليزر، يتم تقليل خطر تلف الماس واحتمالية إصابة المشغل، مما يضمن قطعًا عالية الجودة وظروف عمل أكثر أمانًا.
تطبيق ليزر DPSS Nd:YAG في قطع الماس
يعمل ليزر DPSS (الحالة الصلبة المضخوخة بالثنائيات) Nd:YAG (العقيق اليتريوم والألومنيوم الممزوج بالنيوديميوم) الذي ينتج ضوءًا أخضر مضاعف التردد 532 نانومتر من خلال عملية متطورة تتضمن العديد من المكونات الرئيسية والمبادئ الفيزيائية.
- * تم إنشاء هذه الصورة بواسطةكموريوهو مرخص بموجب ترخيص GNU Free Documentation License، هذا الملف مرخص بموجبالمشاع الإبداعي الإسناد 3.0 غير المنقولرخصة.
- ليزر Nd:YAG مع غطاء مفتوح يظهر ضوءًا أخضر مضاعف التردد 532 نانومتر
مبدأ عمل ليزر DPSS
1. ضخ الصمام الثنائي:
تبدأ العملية بصمام ثنائي ليزر يُصدر ضوءًا تحت أحمر. يُستخدم هذا الضوء لضخ بلورة Nd:YAG، مما يُثير أيونات النيوديميوم المُضمنة في شبكة بلورات عقيق الألومنيوم والإتريوم. يُضبط صمام الليزر على طول موجي يُطابق طيف امتصاص أيونات Nd، مما يضمن نقلًا فعالًا للطاقة.
2. بلورة Nd:YAG:
بلورة Nd:YAG هي وسط الكسب النشط. عندما تُثار أيونات النيوديميوم بفعل الضوء المُضخّ، فإنها تمتص الطاقة وتنتقل إلى مستوى طاقة أعلى. بعد فترة قصيرة، تعود هذه الأيونات إلى مستوى طاقة أقل، مُطلقةً طاقتها المُخزّنة على شكل فوتونات. تُسمى هذه العملية الانبعاث التلقائي.
[اقرأ المزيد:لماذا نستخدم بلورة Nd YAG كوسيط مكسب في ليزر DPSS؟؟ ]
3. انقلاب السكان والانبعاث المحفز:
لكي يحدث تأثير الليزر، يجب تحقيق انعكاس سكاني، حيث يكون عدد الأيونات في الحالة المثارة أكبر من عدد الأيونات في الحالة منخفضة الطاقة. مع ارتداد الفوتونات ذهابًا وإيابًا بين مرايا تجويف الليزر، فإنها تحفز أيونات النيوديميوم المثارة على إطلاق المزيد من الفوتونات من نفس الطور والاتجاه والطول الموجي. تُعرف هذه العملية بالانبعاث المحفز، وهي تُضخّم شدة الضوء داخل البلورة.
4. تجويف الليزر:
يتكون تجويف الليزر عادةً من مرآتين على طرفي بلورة Nd:YAG. إحداهما عاكسة للغاية، والأخرى عاكسة جزئيًا، مما يسمح بمرور بعض الضوء كمخرج ليزر. يتفاعل التجويف مع الضوء، مضخمًا إياه عبر دورات متكررة من الانبعاث المحفز.
5. مضاعفة التردد (التوليد التوافقي الثاني):
لتحويل الضوء ذي التردد الأساسي (عادةً 1064 نانومتر المنبعث من Nd:YAG) إلى ضوء أخضر (532 نانومتر)، تُوضع بلورة مضاعفة التردد (مثل KTP - فوسفات تيتانيل البوتاسيوم) في مسار الليزر. تتميز هذه البلورة بخاصية بصرية غير خطية تُمكّنها من أخذ فوتونين من ضوء الأشعة تحت الحمراء الأصلي ودمجهما في فوتون واحد ذي طاقة مضاعفة، وبالتالي نصف طول موجة الضوء الأصلي. تُعرف هذه العملية باسم توليد التوافقيات الثاني (SHG).
6. إخراج الضوء الأخضر:
نتيجة مضاعفة التردد هذه، يُصدر ضوء أخضر ساطع عند طول موجي 532 نانومتر. يمكن استخدام هذا الضوء الأخضر في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك مؤشرات الليزر، وعروض الليزر، وإثارة الفلورسنت في المجهر، والإجراءات الطبية.
تتميز هذه العملية بكفاءة عالية، وتتيح إنتاج ضوء أخضر متماسك وعالي الطاقة، بتنسيق مدمج وموثوق. يكمن سر نجاح ليزر DPSS في الجمع بين وسائط الكسب ذات الحالة الصلبة (بلورات Nd:YAG)، وضخّ ثنائي فعال، ومضاعفة التردد بفعالية لتحقيق الطول الموجي المطلوب للضوء.
خدمة OEM متاحة
خدمة التخصيص متاحة لدعم جميع أنواع الاحتياجات
تنظيف الليزر، تغليف الليزر، قطع الليزر، وقطع الأحجار الكريمة.
