導(dǎo)讀: 激光打標(biāo)的效應(yīng)是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì),或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質(zhì),顯出所需刻蝕的圖案、文字。
激光打標(biāo)是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì),或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質(zhì),顯出所需刻蝕的圖案、文字。
目前,公認(rèn)的原理有以下兩種:
“熱加工”具有較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,在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過程,從而使材料表面(或涂層)溫度上升,產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。
“冷加工”具有很高負(fù)荷能量的(紫外)光子,能夠打斷材料(特別是有機(jī)材料)或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵,至使材料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義,因為它不是熱燒蝕,而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離,因而對被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。例如,電子工業(yè)中使用準(zhǔn)分子激光器在基底材料上沉積化學(xué)物質(zhì)薄膜,在半導(dǎo)體基片上開出狹窄的槽。
激光打標(biāo)機(jī)按照激光器不同可分為:燈泵浦YAG激光打標(biāo)機(jī)、半導(dǎo)體泵浦激光打標(biāo)機(jī)、光纖激光打標(biāo)機(jī)、CO2激光打標(biāo)機(jī)。
燈泵浦YAG激光打標(biāo)機(jī),是紅外光頻段波長為1064nm的固體激光器,一般采用氪燈作為泵浦源的Nd:YAG激光器。Nd(釹)是一種稀土族元素,YAG代表釔鋁石榴石,作為產(chǎn)生激光的介質(zhì),泵浦源發(fā)出特定波長的入射光,促使工作物質(zhì)發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn),通過能級躍遷釋放出激光,將激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。
半導(dǎo)體泵浦YAG激光打標(biāo)機(jī),一般使用波長為半導(dǎo)體激光二極管(側(cè)面或端面)泵浦Nd:YAG介質(zhì),使介質(zhì)產(chǎn)生大量的反轉(zhuǎn)粒子在Q開關(guān)的作用下形成巨脈沖激光輸出。半導(dǎo)體泵浦激光打標(biāo)機(jī)與燈泵浦YAG激光打標(biāo)機(jī)相比有穩(wěn)定性高、省電、熱效應(yīng)較低等、電光轉(zhuǎn)換效率較高、壽命較長等優(yōu)點(diǎn),且較易通過采用變頻技術(shù)生成綠光、紫外等激光打標(biāo)機(jī),是目前市場的主流機(jī)型。
光纖激光打標(biāo)機(jī),一般采用光纖激光器作為激光光源,整機(jī)壽命在10萬小時左右,相比其他類型激光打標(biāo)機(jī)壽命更長、光束質(zhì)量更好,電光轉(zhuǎn)換效率在28%以上,相對于其他類型激光打標(biāo)機(jī)2%-10%的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢很大,在節(jié)能環(huán)保等方面性能卓著,但由于目前我國光纖激光器技術(shù)尚未成熟,其價格相對較高。
CO2激光打標(biāo)機(jī),CO2激光器是遠(yuǎn)紅外光頻段波長為10.6μm的氣體激光器,采用CO2氣體充入放電管作為產(chǎn)生激光的介質(zhì),當(dāng)在電極上加高電壓,放電管中產(chǎn)生輝光放電,就可使氣體分子釋放出激光,將激光能量放大后就形成對材料加工的激光束,適合皮革、塑料等非金屬材料的標(biāo)刻。