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最近幾年，工業(yè)制造中對精密打標的需求出現(xiàn)積極的勢頭。尤其是，優(yōu)質消費品的生產(chǎn)正推動這一趨 勢以確保最高質量，例如用于部件跟蹤、管理供應鏈質量以及防范產(chǎn)品盜版的徽標和超精細二維矩陣代碼的打標。在許多情況下，此類代碼有意讓消費者無法看到，但可由生產(chǎn)流程中的傳感器讀取。激光打標機（laser marking machine）是用激光束在各種不同的物質表面打上永久的標 記。打標的效應是通過表層物質的蒸發(fā)露出深層物質，從而 刻出精美的圖案、商標和文字，激光打標機主要分為，CO2 激光打標機，半導體激光打標機、光纖激光打標機和 YAG 激光打標機，激光打標機主要應用于一些要求更精細、精度更高的場合。

由于這些優(yōu)勢，各種工業(yè)制造行業(yè)中越來越多地利用精 密激光打標，包括微電子、半導體和汽車行業(yè)。

激光打標技術作為一種現(xiàn)代精密加工方法，與腐化侵蝕 ，電火花加工，機械刻劃，印刷等傳統(tǒng)的加工方法相比， 具有無與倫比的優(yōu)勢：

1、采用激光打標做加工手段，與工件之間沒有加工力的作用，具有無接觸，無切削力，熱影響小的優(yōu)點，保證了 工件的原有精度。

2、激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材料品質、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自 由度都很大，特別適用于自動化加工和特殊面加工。

3、激光打標機標刻刻劃精細，線條可以達到毫米到微米量級，采用激光標刻 技術制作的標記仿造和更改都非常困難， 對產(chǎn)品 (Product) 防偽極為重要。

4、激光加工系統(tǒng) (system) 與計算機 數(shù)控技術相結合可構成高效自動化加工設備 (shèbèi)，可以打出各種文字，符號和圖案，易于用軟件設計標刻圖樣，更改標 記網(wǎng)站內(nèi)容，適應現(xiàn)代化生產(chǎn)高效率，快節(jié)奏的要求。

要實現(xiàn)這些精密打標結果，激光器類型的選擇至關重要。激光打標公認的原理有兩種：一種是“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。而另 一種“冷加工”則是用具有很高負荷能量 的（紫外）光子，來打斷材料（特別是有 機材料）或周圍介質內(nèi)的化學鍵，至使材 料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標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)中使用準分子激光器在基底材料上沉積化學物質薄膜，在半導體基片上開出狹窄的槽。

更低精度、更低質量的激光打標主要使用紅外光纖激光器，原因是成本較低。 而在另一個極端，超短脈沖皮秒和飛秒激器能夠在幾乎任何材料中生成最高質量的打標結果和二維矩陣代碼，但成本高出許 多。成本與性能困境的解決方案是設計精良的脈沖紫外納秒激光器。

Spectra-Physics Explorer ® One ? 系 列，可滿足打標尺寸小到 100 μm 的超精 細數(shù)據(jù)矩陣所需的所有關鍵要求。由于能夠聚焦到更緊密的光斑尺寸，并且在大多數(shù)材料中的吸收深度較淺，紫外波長可產(chǎn)生更精細的特征和標記。Explorer One 還可提供極高的光束質量，即像散性和 M 2 都很低的圓形光束剖面，讓用戶能夠 實現(xiàn)接近衍射極限的焦點光斑。Explorer One 激光器的典型橢圓度 <1.1，像散性 <0.1*，M 2 約為 1.1。

由于高質量的結果還取決于要加工的 具體材料，我們需要廣泛而靈活的激光器 參數(shù)來覆蓋各種材料。Explorer One 系列 提供紫外范圍 >100 μJ 和 532 nm 時 >200 μJ 的高能量型號以及 355 nm 時最高 >4 W 和 532 nm 時最高 >5 W 的更高功率版 本，通過高重復頻率來滿足這些需求。

我們還需要先進的脈沖控制功能來 促進高質量加工。具有恒定脈沖能量的按 需脈沖 (E-Pulse ? ) 可實現(xiàn)快速精密打標 并提供 PSO 運動功能 ( 應用焦點 #44)。 Explorer One 的閉環(huán)脈沖能量控制功能稱為 E-Track ? ( 應用焦點 #32 中報道 )， 可實現(xiàn)每個激光脈沖的精細控制，從而產(chǎn)生超精細的結構。借助 Explorer One 系列，我們演示了移動設備應用 ( 圖 1) 以及鈉鈣玻璃 ( 圖 2) 中使用的陶瓷中的 超精細機器可讀條形碼的打標。憑借紫 外波長，我們能夠生成尺寸小于 10 μm 的點，從而產(chǎn)生 20×20 點的 200 μm 數(shù) 據(jù)矩陣。由于 Explorer One 激光器卓越的光束屬性，我們使用包含 f = 100 mm 遠心透鏡的振鏡實現(xiàn)了這些小點，即采用適度的聚焦，而沒有復雜的樣本定位 要求。使用振鏡可對 20×20 條形碼實現(xiàn)高加工速度和約 100 ms 的打標時間。

另一項需要超精細結構的應用是徽標的直接寫入。嚴苛的表面質量要求決定了超精細結構的使用，以便這種徽標的對 比度在不犧牲表面形貌的情況下生成新奇 而優(yōu)質的外觀。在許多情況下，表面必須保持光滑，或者在人類觸摸時產(chǎn)生某種觸感。在圖 3 中，我們演示了通過 Explorer One 紫外激光器在陶瓷部件上打標的這種 徽標。

綜上所述，具有引人注目的成本和 性能的脈沖紫外納秒激光器能夠有效地在二維數(shù)據(jù)矩陣以及徽標打標中使 用的各種材料上生成超精細的結構。 Explorer One 激光器是這些嚴苛的應用的理想選擇。