光纤激光打标机原理

激光打标机简介

一、什么是激光打标机

1．基本介绍及原理

激光打标是在70年代末80年代初继激光焊接、激光热处理、激光切割、激光打孔等技术后发展起来的一门新型加工技术，近年来，随着激光器技术、计算机技术的发展与光学器件的改进，激光打标技术得到很大的发展。

激光打标是将高能量密度的激光光束聚焦在材料表面上，使材料表面发生物理和化学变化，形成凹坑，从而获得可见图案的标记方式。当激光光束在材料表面有规律地移动同时控制激光的开断，材料表面变形成了一个指定的图案。

1.1汽化效应

当激光束照射材料表面时，除一部分光被反射外，被材料吸收的激光能量会迅速转变为热能，使其表面速度急剧上升，当达到材料的汽化温度时，材料表面会因瞬时汽化、蒸发而出现标记痕迹，此类打标中将出现明显的蒸发物。

1.2刻蚀效应

当激光束照射到材料表层时，材料吸收光能并向内层传导，从而产生热熔效应，对透明玻璃和有机玻璃等脆性材料进行打标时，其熔蚀效应十分明显，无明显蒸发物。

1.3光化学效应

对于一些有机化合物材料，当其吸收激光能量后，材料的化学特性将发生变化。当激光照射到有色的聚氯乙烯（PVC）表面时，由于消聚合化学效应，其色彩将减弱，与未收到激光照射的部分形成颜色差异，从而得到打标效果。

2．激光打标机的用途

1机械设备制造业

激光加工属于非接触性加工方式,不产生机械压力,激光聚焦光束极细,安全性高，可在机械设备标牌上进行文字、数字、字母、图形等打标。

2印刷制卡行业 激光在制卡行业的应用目前主要指使用激光在卡的表面制作各种信息标记，如：序列号、密码、条形码，优点是无耗材、印制效果更精细清晰、分辨率更高、故障率低、字符永久不可被擦除。

3半导体集成电路行业

主要应用于对集成电路板、半导体元器件进行流水线标记作业，包括文字或图形标记（一维码、二维码）。由于采用非接触性加工方式，不产生机械压力，激光聚焦光束极细，可在体积小的元器件（集成电路、晶振、电容）上进行精细的加工。

端泵激光打标机与光纤激光打标机

说到泵端激光打标机与光纤激光打标机的区别及它们各⾃的运⽤特点，那还应该⽤泵端激光器与光纤激光器各⾃的特点说

起。 泵端激光器属于全固体激光器，其特点是光束质量好、⽅便做变频处理、激光参数灵活可调节，其缺点在于不容易做出⼤功

率，但对激光打标、剥漆等加⼯⽽⾔，20W的激光输出功率已经⾜够使⽤，⽽这对于泵端激光器不算难事。国内的⼀些使⽤

⼈员觉得端泵激光器可能有容易失谐的缺点，但却并⾮如此。失谐只是端泵激光器制作⼯艺⽔平的反应，不是它的基本特点，

⽐如像德国产的端泵激光器，基本可以做到7年不失谐的⽔平。⽽国内的端泵激光器，由于不同企业制造⽔平的差异，以及国

内加⼯⽔平的限制，往往⼀年⾄两年的时间，会产⽣失谐，所以需重新调节⼀下激光腔。泵端激光器⼀个很⼤的好处在于做变

频⽐较⽅便，很容易制作全固态的绿光激光器及紫外激光器。 光纤激光器其它最先也属于固态激光器的范畴，但由于它的⼀些不同于全固态激光器的特点，以及其后期的长⾜发展，所以

⾃成⼀类。光纤激光器从激光指标来说，其光束质量也⾮常好，但缺点在于其参数调节不⽅便，但现在技术的发展，通过电调

节的⽅法，也使这个问题得到⼀定程序的解决。它最显著的优点还是在于，从原理上来说，光纤激光器不会失谐；特其明显的

特点也在于，其做⾮线性光学变换⽐较⿇烦，在现阶段还不能很好地得到解决。 了解了这两种激光器后，以这两种激光器为核⼼的激光打标机的区别就很容易理解了。泵端激光打标机有着不同波长的输

出，因⽽有绿光激光打标机、紫外激光打标机，它们的光束质量极佳，适⽤于精细加⼯，运⽤范围⼴。但其有失谐的特点，不

过解决很容易，⼀般售后⼈员可在⼗⼏分钟内重新调整激光腔。⽽光纤激光打标机的光束质量也⾮常好，也适⽤于精细加⼯，

⽽且稳定性（不失谐）更好，但其⽆法作变频处理，⽽且激光打标机的参数调节受限制，特别在激光剥漆的运⽤中，就⽬前的

⽔平⽽⾔，还不及端泵激光器 上⾯给⼤家分析了端泵激光器与光纤激光器，以其端泵激光打标机与光纤激光打标机的区别，希望能对⼴⼤客户其同⾏有所

激光打标机原理，类别分析1.灯泵YAG激光打标机 优点：价格便宜。 缺点：激光划线精度不高；水冷确，体积大；耗材需更换。2.半导体激光打标机 半导体端泵激光打标机 优点：a.光束质量较灯泵好。侧泵和端泵比较，端泵划线质量精度更高。 b.体积小。相比之下端泵为风冷却可以做的更小。 c. 无耗材 缺点：价格高。　3.光纤激光打标机 采用光纤激光器生产激光的打标机，光束质量好，电光转换效率高。 优点：光束质量更好，精度更高，无耗材。 缺点：价格较半导体的高。　4.CO2激光打标机 优点：风冷，无耗材。价格适中 缺点：不能标刻金属材料。　激光打标是利用激光束的高能量密度特性激光束作用于工件使工件表面汽化或发生化学反应形成痕迹以此达到加工的目的，一般的激光打标系统由激光器电源导光系统冷却系统控制系统和工作台等组成。 激光打标由于在打标过程中不接触工件而优于化学腐蚀机械冲压电火花刻写等传统的方法。激光打标对被加工的材料除了要求能够有效的吸收该波长的激光外没有任何特殊的要求，而且对工件无损耗无扰动无变形，并且加工图样也由于采用计算机控制而灵活多样。采用激光打标的自动化程度较高加工过程对环境也没有污染。 YAG激光器是红外光频段波长为1.064um的固体激光器，采用氪灯作为能量源（激励源），ND：YAG(Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝石榴石，晶体结构与红宝石相似)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。 半导体打标机是使用波长为0.808um半导体激光二极管（侧面或端面）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1.064um的巨脉冲激光输出，电光转换效率高。其中YAG和半导体打标机多用于金属、IC等，半导体与YAG相比有较好的稳定性、省电、不用换灯、等优点，价格相对较高。 CO2激光器是红外光频段波长为10.64um的气体激光器，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。CO2多用于木头、亚克力、皮革等非金属打标。

激光打标原理

激光打标原理是利用高能量密度的激光束对材料表面进行局部加热，使其产生化学或物理变化，从而在材料表面形成永久性的标记。具体原理如下：

1. 激光的产生：激光器通过电、光或化学等作用使得激光介质中原子或分子的能级分布发生变化，形成所谓的激发态。当这些激发态回到基态时，会通过受激辐射的过程释放出光子，形成一个相干的激光束。

2. 激光的聚焦：激光束经过光学系统（如凹透镜）聚焦成为高能量密度的小焦点。焦点位置的调节可以控制激光束在材料表面的位置。

3. 激光与材料交互：激光束照射到材料表面后，能量被吸收并转化为热能。当激光的能量密度超过材料的热导率时，材料表面会迅速升温。材料的性质和激光参数的选择会影响加热后的效果。

4. 材料的变化：激光加热使得材料表面发生化学或物理变化。例如，金属表面可能蒸发产生气体，塑料或树脂材料可能发生热分解或熔融，透明材料可能发生脱色或变色等。

5. 永久性标记：经过激光加工后，材料表面会形成永久性的标记。这些标记可以是文字、图案、图像或二维码等，具有高精度、清晰度和耐用性。

总之，激光打标原理是利用激光束的高能量密度和材料与激光的相互作用，对材料表面进行加热和变化，从而实现永久性的标记。