激光打标机是用激光束在各种不同的物质表面打上*的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,从而刻出精美的图案、商标和文字,激光打标机主要分为,CO2激光打标机,半导体激光打标机、光纤激光打标机和YAG激光打标机,目前激光打标机主要应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材。
激光打标机原理
激光打标是用激光束在各种不同的物质表面打上*的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图案、文字。
激光打标机特点公认的原理是两种:
“热加工”具有较高能量密度的激光束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸收激光能量,在照射区域内产生热激发过程,从而使材料表面(或涂层)温度上升,产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。
激光打标机
“冷加工”具有很高负荷能量的(紫外)光子,能够打断材料(特别是**材料)或周围介质内的化学键,至使材料发生非热过程破坏。这种冷加工在激光标记加工中具有特殊的意义,因为它不是热烧蚀,而是不产生"热损伤"副作用的、打断化学键的冷剥离,因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用。例如,电子工业中使用准分子激光器在基底材料上沉积化学物质薄膜,在半导体基片上开出狭窄的槽。
不同标记方法的比较
与喷墨打标法相比,激光打标刻槽)的优越性在于:应用范围广,多种物质(金属、玻璃、陶瓷、塑料、皮革等)均可打上*的高质量标记。对工件表面无作用力,不产生机械变形,对物质表面不产生腐蚀(见下表)
其它标记技术的比较
打标工艺 速度 性能 图象文字变更
激光打标 快 好 不易变更
激光掩模打标 快 较好 不易变更
化学腐蚀 较快 好 不易变更
照相腐蚀 较快 好 不易变更
喷墨打印 快 较差 易于变更
机械压痕 快 较差 不易变更
熔模 快 好 不易变更
气动冲针 中速 较好 易于变更
光纤激光打标机应用,光纤激光器成为激光物理研究的一个热门,它被一致认为是全面替代固体激光器的新一代产品。光纤激光打标机是利用激光束在各种不同的物质表面打上*的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图案、文字、条形码等各类图形
光纤激光打标机发展趋势
(1)光纤激光器本身性能的提高:如何提高输出功率和转换效率,优化光束质量,缩短增益光纤长度,提高系统稳定性并使其更加小巧紧凑是未来光纤激光器领域研究的重点。
(2)新型光纤激光器的研制:在时域方面,具有更小占空比的**短脉冲锁模光纤激光器一直是激光领域研究的热点,高功率飞秒量级脉冲光纤激光器一直是人们长期追求的目标。在频域方面,宽带输出并可调谐的光纤激光器将成为研究热点 。
光纤激光打标机发展趋势的研究从上个世纪80年代末就已经开始,由于其能够产生**短脉冲,有着十分广阔的应用前景,所以**对光纤激光器研究表现出了较大的热情。与其他类型激光器相比,光纤激光器具有可靠性高、结构简单、价格低廉,转换效率高等**优点。国内在这一领域的研究开展的也比较早,不论是理论上还是实验上,都取得了不少研究成果。不过,与国外相比,还存在较大的差距。特别是针对高性能光纤激光器的研究相对较少,实用化方面所做的工作也远远不够,效果也不是很理想。因此,很有必要进一步加强对被动锁模光纤激光器的研究。
1963年,Snitzer**报道了掺Nd,十的光纤激光器,至此掀开了研究光纤激光器的热潮。尤其是近几年来,随着光纤设计和制作上取得的进展,光纤激光器的输出不断增大,单个光纤器件的CW输出功率已从百瓦级上升到千瓦级。同时,具有大包层直径和大数值孔径的高品质光纤在制作技术上的改善,使它很容易实现与二级管泵浦功率的有效藕合。
光纤激光打标机较显着的优势是具有较高的泵浦效率。一般情况下泵浦转换效率为70%-75 %,比工业用二级管泵浦的固体激光器(DPSSL)高得多。如此高的转换效率降低了激光器系统制冷和功率需要,能够比传统固体激光器的结构更为紧凑,加之全光纤结构可提供非常坚固和高可靠的封装设计。而且,光纤激光器可显着增强输出的光束质量。
光纤激光打标机另一个重要的优势在于:光纤激光打标机技术可大大延长器件寿命(与DPSSL相比),该优势已使关注光纤激光打标机的工业激光器公司不断增大投人,因为从应用层面上讲长期可靠性工作非常重要。光纤激光打标机还具有其他优势:由于光纤激光器的激光介质本身就是导波介质,祸合效率高; 光纤激光打标机可方便地与光纤传输系统高效连接;纤芯可做得很细,能实现高功率密度;光纤的散热性能好,因此光纤激光器具有很高的转换效率以及很低的阂值;光 纤激光打标机的输出波长涵盖范围较广,从400一3400nm,可满足各方面的应用需求,在工商业、通信、军事、医学等方面都有很好的应用前景。