Diamond Meets Laser: Kesan Pemprosesan Pelbagai Jenis Laser Didedahkan

Pemprosesan berlian adalah sukar, dan teknologi pemprosesan laser menyediakan penyelesaian. Menggunakan teknologi pemprosesan laser untuk pemprosesan berlian boleh mencapai pemprosesan berlian yang cekap dan berketepatan tinggi. Hari ini, mari kita lihat perbezaan besar dalam kesan pemprosesan yang dicapai oleh jenis pancaran laser berbeza yang bertindak pada permukaan berlian.

 

Laser mikrosaat: lebar nadi lebar, sesuai untuk pemprosesan kasar

Ciri dan aplikasi: Lebar nadi laser mikrosaat adalah lebar, biasanya sesuai untuk pemprosesan kasar. Sebagai contoh, kumpulan penyelidik penulis menggunakan mesin pemotong laser ketepatan mikrosaat Nd:YAG dengan panjang gelombang 1064nm untuk melengkapkan pemprosesan struktur sink haba berlian.

 

Kesan pemprosesan dan kesan: Pemprosesannya disertai oleh kerosakan haba yang kuat. Kuasa puncak laser mikrosaat nadi panjang ialah beberapa kilowatt dan tempoh nadi adalah panjang, mengakibatkan zon terjejas haba yang dalam. Sebagai contoh, apabila memproses berlian, zon yang terjejas haba boleh mencapai 6.8μm.

 

Laser nanosaat: menduduki bahagian pasaran yang besar, dan pemprosesannya merosakkan haba

Kelebihan dan keadaan pasaran: Laser nanosaat mempunyai kelebihan kestabilan yang baik, kos rendah, dan masa pemprosesan yang singkat. Ia digunakan secara meluas dalam pengeluaran perusahaan dan kini menduduki bahagian pasaran yang besar.

 

Pengaruh haba dan penyelidikan berkaitan: Walau bagaimanapun, proses ablasi laser nanosaat merosakkan sampel secara haba, yang ditunjukkan secara makroskopik sebagai zon terjejas haba yang besar yang dihasilkan oleh pemprosesan.

 

Universiti Aeronautik dan Astronautik Nanjing telah mewujudkan model simulasi unsur terhingga bagi tiga dimensi bergerak nanosaat nadi ablasi laser Gaussian bagi berlian kristal tunggal, dan memperoleh pengaliran haba dan pengagihan suhu dalam berlian kristal tunggal di bawah masa pengimbasan yang berbeza;

 

Laser femtosaat: ketepatan pemprosesan yang tinggi, tetapi kecekapan rendah

Ciri pemprosesan ketepatan tinggi: Pemprosesan laser Femtosecond mempunyai ketepatan tinggi, boleh mengelakkan pembentukan zon terjejas haba ke tahap yang paling besar dalam tempoh nadi yang sangat singkat, memproses struktur permukaan berlian dengan tepat dengan kerosakan haba yang minimum, dan lebih sesuai untuk pemprosesan halus bentuk berlian khas. Sebagai contoh, laser nadi femtosaat boleh menghasilkan ketumpatan kuasa yang sangat tinggi pada kuasa purata yang rendah, menyebabkan ikatan kovalen CC dalam kekisi berlian terputus.

 

Isu kecekapan dan kos: Walau bagaimanapun, kecekapan pemprosesannya adalah rendah, dan kos mahal dan kos penyelenggaraan laser femtosecond itu sendiri mengehadkan promosi kaedah pemprosesan. Pada masa ini, kebanyakan penyelidikan mengenai pemprosesan laser femtosecond berlian masih dalam peringkat makmal. Berbanding dengan laser nanosaat, pemprosesan laser femtosaat mempunyai kualiti permukaan yang lebih tinggi, tetapi kadar penyingkiran bahan keseluruhan lebih rendah. Sebagai contoh, Han Yuan et al. dikira bahawa kadar ablasi laser femtosaat adalah dua urutan magnitud lebih rendah daripada laser mikrosaat.

 

Akhirnya

Pelbagai jenis laser mempunyai kelebihan dan kekurangan tersendiri dalam pemprosesan berlian. Penyelidik sentiasa meneroka, berusaha untuk menjadikan teknologi laser memainkan peranan yang lebih besar dalam bidang pemprosesan berlian dan menggalakkan pembangunan industri berkaitan.