Welche Rolle spielt die Xenonlampe in der Schmuckschweißmaschine?

Xenonlampen, insbesondere Kurzlichtbogen-Xenonlampen, werden als Pump-Lichtquelle in professionellen Schmuckschweißgeräten (wie Laserschweißmaschinen) verwendet. Ihre Hauptfunktion besteht darin, dem Laser-Arbeitsmedium Energie zuzuführen, damit dieses den zum Schweißen verwendeten Laser erzeugen kann. 
Der spezifische Ablauf ist wie folgt: 
Als hochhelle Lichtquelle: Xenonlampen können ein sehr intensives, kontinuierliches Spektrum im Bereich des sichtbaren Lichts bis zum nahen Infrarotbereich emittieren. Diese starke Lichtcharakteristik ermöglicht es, sie effektiv als Pumplichtquelle zu nutzen. 
Lichtenergieumwandlung: In einer typischen gepulsten YAG-Laserschweißmaschine ist eine Xenonlampe in der Pumpkammer installiert, die den Yttrium-Aluminium-Granat (YAG)-Kristallstab umgibt. Wenn die Xenonlampe durch Hochspannungsstrom ausgelöst und gezündet wird, emittiert sie einen starken Blitz. 
Auslösen der Lasererzeugung: Seltenerdmetalle (wie Neodym Nd) werden in das Innere des YAG-Kristalls eingebaut. Das intensive Licht, das von der Xenonlampe emittiert wird, wird vom YAG-Kristall absorbiert. Die Neodym-Ionen innerhalb des Kristalls absorbieren die Lichtenergie und gehen dann vom Grundzustand in ein höheres Energieniveau über. Wenn diese Ionen vom höheren Energieniveau in das niedrigere Energieniveau zurückfallen, setzen sie Photonen einer bestimmten Wellenlänge (z. B. 1064 nm) frei. Diese Photonen werden mehrfach von den Spiegeln innerhalb des optischen Resonators reflektiert und verstärkt, wodurch schließlich ein hochenergetischer, hochkohärenter Laserstrahl entsteht. 
Erzielen von präzisen Schweißungen: Dieser Laserstrahl wird durch eine Fokussierlinse auf einen sehr kleinen Punkt fokussiert, wodurch ein Lichtfleck mit extrem hoher Energiedichte entsteht. Wenn er auf die Verbindungsstelle des Schmuckstücks scheint, wird die enorme Energie in einem Augenblick vom Metallmaterial absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch das lokale Metall schnell schmilzt oder sogar verdampft und so eine präzise Schmelzverbindung erreicht wird. 
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Xenonlampen den Schweißprozess im Schmuckschweißsystem nicht direkt durchführen. Stattdessen dienen sie als Kern-"Energie-Motor", der durch den photoelektrischen Umwandlungsprozess die notwendige Energie liefert, um den Laserstrahl zu erzeugen, der zum eigentlichen Schweißen verwendet wird. Zu seinen Vorteilen gehören ein hoher Wirkungsgrad, eine gute Anpassung des Spektralbereichs an das Absorptionsspektrum von YAG-Kristallen und die Fähigkeit, gepulste Laser mit Spitzenleistung zu erzeugen, was sich sehr gut für das präzise und wärmearme Schweißen eignet, das in der Schmuckindustrie erforderlich ist.