红宝石激光器在玉石加工中的应用研究

论文摘要

本文利用红宝石激光器对玉石进行加工的研究为国内的首创,在国内尚无现成的理论和产品。随着时代的发展,玉石加工的技术也在不断地更新换代。我希望把激光这种先进的技术引进到玉石加工中来,以之代替现有的机械加工和超声波加工的方法,达到提高玉石加工的效率和质量的目的。然而,对于玉石来说,大部分激光器发出的激光吸收率并不高,这就造成了玉石加工中激光器应用能力不强的特殊性问题。这时,以红宝石(ruby)为工作物质的红宝石激光器发出的激光由于其在玉石上相对来说较高的吸收率而被重视起来。本文着重对红宝石激光器在玉石加工过程中在玉石上打孔(即红宝石激光器激光打孔)的机理和实验进行研究,同时,我们专注于证明红宝石激光器在打孔加工方面优秀的应用价值。我将搭建红宝石激光器打孔系统,分析系统中各个器件的选择方法和使用效果,并着力于在玉石上打出高质量的孔。在条件允许时我们将进一步对红宝石激光器在铝,铜等特殊材料上作用的情况进行实验研究和探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景和意义
• 1.3 相关研究领域和发展现状
• 1.4 激光钻孔的分类
• 1.5 研究红宝石激光对玉石加工打孔技术的必要性
• 1.6 本文选择玉石作为实验材料的原因
• 第二章 红宝石激光在玉石加工中的作用机理
• 2.1 红宝石激光器的工作原理
• 2.2 红宝石激光器激光能量的计算方法
• 2.3 激光焦点位置与工件距离对打孔的影响
• 2.4 钻孔指标
• 2.5 激光打孔的热量来源
• 2.6 辅助气体气压分布Pa
• 2.7 激光打孔中的热效应
• 2.8 从汽化和熔融的角度分析红宝石激光打孔的过程
• 2.9 工件对激光的吸收比率的分析
• 2.10 激光打孔过程中等离子体的讨论
• 第三章 实验设备
• 3.1 激光器系统
• 3.2 冷却系统
• 3.3 观察检测系统
• 3.4 激光电源系统
• 3.5 准直系统
• 3.6 扩束镜的选择措施
• 第四章 红宝石激光器打孔玉石的实验研究
• 4.1 红宝石激光的阂值测量
• 4.2 红宝石激光器能量8J时对玉石的打孔实验
• 4.3 红宝石激光器能量10.8J时对玉石箔片的打孔实验
• 4.4 红宝石激光器能量10.8J时对玉石打深孔的实验
• 4.5 自制焦点微调器
• 4.6 用搭建好的红宝石激光器系统对其他多种材料进行拓展实验
• 结论
• 致谢
• 参考文献