一、激光打标机公认的原理有两种
1、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。
2、冷加工具有很高负荷能量的(紫外)光子,能够打断材料(特别是有机材料)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。
二、激光打标机常见分类
最常见的激光打标机按照激光器不同可分为:CO2激光打标机,半导体激光打标机,YAG激光打标机,光纤激光打标机。按照激光可见度不同分为:紫外激光打标机(不可见)、绿激光打标机(可见激光)、红外激光打标机(不可见激光)。
1、灯泵浦YAG激光打标机: 采用氪灯作为能量源(激励源),ND:YAG作为产生激光的介质,发出特定波长可以促使工作物质生产能级跃迁释放出激光,将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束。
2、CO2激光打标机: 采用CO2气体充入放电管作为产生激光的介质,当在电极上加高电压,放电管中产生辉光放电,就可使气体分子释放出激光,将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束。
3、半导体侧泵YAG激光打标机:使用波长为 808nm 半导体激光二极管泵浦 Nd: YAG 介质,使介质产生大量的反转粒子在Q开关的作用下形成波长1064nm 的巨脉冲激光输出,电光转换效率高。
4、半导体端泵YAG激光打标机:直接从激光晶体的端面将半导体泵浦光(808nm)泵入,经光学镜组输出产生激光。使行光转换效率大大提高。
5、光纤激光打标机:由光纤直接输出激光。
三、激光打标机的区分
1、深紫外激光打标机: 266 nm
2、绿激光打标机: 532nm
3、灯泵YAG激光打标机:1064nm
4、半导体侧泵YAG激光打标机、半导体端泵YAG激光打标机:1064nm
5、光纤激光打标机:1064nm
6、CO2激光打标机:10.64um
这里以光纤激光打标机为例,因为光纤激光使用相对较多。
未来优势
(1)玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势;
(2)玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配,这是由于玻璃基质Stark分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故;
(3)玻璃材料具有极低的体积面积比,散热快、损耗低,所以上转换效率较高,激光阈值低;
(4)输出激光波长多:这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多;
(5)可调谐性:由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。
(6)由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片,具有免调节、免维护、高稳定性的优点,这是传统激光器无法比拟的。
(7)光纤导出,使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用,使机械系统的设计变得非常简单。
(8)胜任恶劣的工作环境,对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。
(9)不需热电制冷和水冷,只需简单的风冷。
(10)高的电光效率:综合电光效率高达20%以上,大幅度节约工作时的耗电,节约运行成本。高功率,商用化的光纤激光器是六千瓦。
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