[发明专利]从金刚石块制造预设结构的系统和方法

说明书

本发明的各方面会指向一种从金刚石块制造预设结构的方法。在一些实施例中，该方法可以包括：用在预设位置具有焦点的至少一个激光器照射金刚石块，激光器可以在激光器的焦点与金刚石块接合的位置处制造石墨化；进行以下中至少一种移动：沿着至少一个轴线，移动金刚石块使该金刚石块定位成激光器的焦点在该金刚石块内，和沿着至少一个轴线移动该至少一个激光器使得金刚石块与该激光器的焦点定位在一起，其中所述移动对应于预定方案；从金刚石块移除石墨；以及从金刚石块获取预设结构。

发明领域

本发明总体上涉及金刚石切割和/或成形。更具体地，本发明涉及用于从金刚石块(diamond bulk)制造一个或更多个预定结构(predefined structures)的系统和方法。

发明背景

近年来，随着天然和/或人造金刚石被用于许多不同的行业，金刚石成形工艺变得更加普遍。为了不同的目的和用途，金刚石被用于宝石、医疗设备、光学设备、机械设备和其他设备。

通常，金刚石成形包括多个步骤，这些步骤需要人工干预以用于在各步骤之间的准备间隔。有时，为了获得预期的产品，仍需要手动执行多个抛光步骤。典型的抛光工艺可以包括激光切割、手动成形和手动抛光。

发明概述

本发明的一些方面会指向一种从金刚石块制造预设结构(predeterminedstructure)的方法。在一些实施例中，该方法可以包括：用在预设位置具有焦点的至少一个激光器照射金刚石块，激光器可以在激光器的焦点与金刚石块接合的位置制造石墨化(graphitization)；进行以下中的至少一种移动：沿着至少一个轴线，移动金刚石块使该金刚石块定位成激光器的焦点在该金刚石块内，和沿着至少一个轴线，移动该至少一个激光器使得金刚石块与激光器的焦点定位在一起，其中所述移动对应于预定方案；从金刚石块移除石墨；以及从金刚石块获取预设结构。在一些实施例中，该至少一个激光器可以是超快激光器和紫外线激光器中的至少一个。

在一些实施例中，激光器可以发射具有小于200纳秒的脉冲的光线。在一些实施例中，用两个或更多个激光器照射金刚石块。在一些实施例中，两个或更多个激光器可以至少包括彼此不同的第一激光器和第二激光器。在一些实施例中，激光器可以发射具有1纳秒至10飞秒范围内的脉冲的光线。在一些实施例中，激光器可以发射具有278nm至1500nm的波长的光线。在一些实施例中，该方法还可以包括用可控平台自动地移动金刚石块。在一些实施例中，该方法还可以包括沿着至少两个轴线移动金刚石块以制造三维结构。

在一些实施例中，该方法还可以包括从金刚石块获取至少两个预设结构。在一些实施例中，该方法还可以包括使用氧化作用从金刚石块中移除石墨。在一些实施例中，该方法还可以包括抛光金刚石块中的表面，用于激光束从该金刚石块中的该表面中穿过。在一些实施例中，该方法还可以包括将金刚石块浸入液体中，该液体具有与金刚石块的折射率相对应的折射率。在一些实施例中，该方法还可以包括使金刚石块与晶体接合，该晶体具有的折射率对应于金刚石块的折射率。

本发明的一些方面会指向一种用于从金刚石块制造预设结构的系统，该系统可以包括：至少一个激光器，每个激光器被配置成发射光线，该光线的焦点定位于预设位置；可移动平台，其被配置为保持金刚石块以允许焦点定位于金刚石块内，并且其中平台被配置为沿着至少一个轴线移动；以及处理器，其被配置为根据预定方案移动以下中的至少一个：可移动平台和每个焦点。在一些实施例中，该至少一个激光器是以下中的至少一个：超快激光器和紫外线激光器。

在一些实施例中，该系统还可以包括两个或更多个激光器。在一些实施例中，两个或更多个激光器包括彼此不同的至少第一激光器和至少第二激光器。