激光打標(biāo)機系統(tǒng)按其方式可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器兩大類,相比于連續(xù)激光器的激光打標(biāo)機,脈沖激光器型激光打標(biāo)機具有更低的閾值條件,在輸入泵浦能量一定的情況下,脈沖激光器能輸出更高的脈沖能量。如果采用比原來更大泵浦能量的脈沖方式激勵,那么激光器將輸出更高的峰值,這樣激光打標(biāo)機核心部件激光器就是超脈沖激光器。
使用超脈沖技術(shù)的激光打標(biāo)機可以在不怎么增加成本的基礎(chǔ)上獲得相對高的功率的相對窄的脈寬,但是想要獲得非常高的峰值功率或非常窄的脈寬必須使用激光打標(biāo)機激光器調(diào)Q技術(shù)。調(diào)Q技術(shù)是指在采用某種方法使腔內(nèi)的損耗因子按規(guī)定的程序變化,在泵浦剛開始時,先使光腔具有高損耗因子,使用產(chǎn)生激光的閾值提高,由于閾值高而不能產(chǎn)生激光振蕩,于是亞穩(wěn)態(tài)上的粒子數(shù)便可以積累到的水平,然后在適當(dāng)?shù)臅r刻使腔內(nèi)損耗突然降低,閾值也隨之降低,些時反轉(zhuǎn)粒子數(shù)大大超過閾值,受激輻射迅速地增強。于是在極短的時間內(nèi),上能級儲存的粒子的能量轉(zhuǎn)變會激光能量,形成一個很強的激光巨脈沖輸出。
超脈沖型激光打標(biāo)機的激光輸出脈寬窄,峰值功率高等特點,優(yōu)勢應(yīng)用在閾值要求高,熱擴散要求少的材料上加工,比如玻璃,皮革,陶瓷等。激光打標(biāo)機所采用的熱加工指當(dāng)激光束照射到物體表面時,引起快速加熱,熱力把對象的特性改變或把材料熔解蒸發(fā)的過程。激光打標(biāo)機加工過程中,作用在材料上的激光能量必須大于破壞材料所需要的能量,既是要大于材料的破壞閾值。
由于玻璃,皮革,陶瓷等材料破壞閾值較高,而且對于玻璃來說,轉(zhuǎn)化為熱吸收的能量在玻璃中傳導(dǎo)的不均勻,將產(chǎn)生熱應(yīng)力,使玻璃炸裂,對于皮革來說,熱傳導(dǎo)的能量使得皮革加工邊緣被燒灼,對陶瓷來說,陶瓷的最外層是一層釉質(zhì),性能相當(dāng)于玻璃。因此這些材料必須采用超脈沖工作方式的激光打標(biāo)機。
當(dāng)激光打標(biāo)機的激光束投射在材料表時,部分能量被反射,部分被吸收,部分被傳遞出去,具體情況取決于材料類型和激光打標(biāo)機波長。在到達材料表面的光能中,被材料吸收的那部分能量是對材料加工有用的。光能以電子和原子的振動激發(fā)形式被吸收,并轉(zhuǎn)化為熱能,擴散至臨近原子,隨著激光打標(biāo)機運作吸收的光子越來越多,材料溫度不斷升高,從而提高光能吸收的比例。
轉(zhuǎn)載請注明出處。