雷射鐳雕機,是用雷射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露出深層物質,或者是通過光能導致表層物質的化學物理變化而"刻"出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質,顯出所需刻蝕的圖案、文字。
基本介紹
- 中文名:雷射鐳雕機
- 做法:用雷射束打上永久的標記
- 變化過程:化學物理變化
- 原理:使材料氧化
鐳雕介紹
- 利用雷射器發射的高強度聚焦雷射束在焦點處 . 使材料氧化因而對其進行加工.
- 打標的效應是通過表層物質的蒸發露出深層物 質,或者是通過光能導致表層物質的化學物理變化 出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質, 而“刻”出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質, 顯出所需刻蝕的圖形,文字
鐳雕類別
加工類型
雷射波長
- 紫外雷射鐳雕機:355nm、266 nm
- 燈泵YAG雷射鐳雕機:1064nm
- 半導體側泵YAG雷射鐳雕機、半導體端泵YAG雷射鐳雕機:1064nm
- 光纖雷射鐳雕機:1064nm
- CO2雷射鐳雕機:10.64um
燈泵浦
半導體
光纖
CO2
紫外
釔鋁石榴石
- 激活媒介是固體,雷射器發射出接近紅外線區域的1060nm的光波,有連續式、光筆式兩種,通過改變輸出能量,可得到不同強度的雷射束。打標工藝有焦化法(深色標記)、發泡法(淺色標記)和燒蝕法(雕刻標記),標記質量極好。
準分子
- 可發射出紫外範圍的光波(100~400nm),激活媒介由氦、氬、氪、氖氣體和氯、氟、溴、碘等鹵素組成的混合物構成。
綠光
標記技術的比較
打標工藝 | 速度 | 性能 | 圖象文字變更 |
雷射振鏡打標 | 快 | 好 | 易於變更 |
雷射掩模打標 | 快 | 較好 | 不易變更 |
化學腐蝕 | 較快 | 好 | 不易變更 |
照相腐蝕 | 較快 | 好 | 不易變更 |
噴墨列印 | 快 | 較差 | 易於變更 |
機械壓痕 | 快 | 較差 | 不易變更 |
熔模 | 快 | 好 | 不易變更 |
氣動沖針 | 中速 | 較好 | 易於變更 |
半導體鐳雕機
特點
配置
- 雷射器
- 控制軟體
- 專業軟體Windows98/2000/XP
- 冷卻系統
- 靜態標記
- 標準字型,並特殊設計手寫字型輸入功能
- 輸入電源220VAC
- 雷射輸出功率0-100W
- 打標頻率0.5-50KHZ
- 整機功率1800W
- 線寬0.03mm
- 標刻深度 ≤1毫米(視材料可調)
- 標刻速度 ≤7000㎜/s
- 最小字元0.5mm
- 打標範圍 標準:110mm×110mm
- 精密三維升降操作台
CO2鐳雕機
功能特點
- 可廣泛用於電子元器件,電氣零部件、醫藥、食品、工藝品、皮革製品、塑膠製品等行業
- 該機可單機使用也可以安裝在流水線上聯合使用
- 列印效果和打標速度能夠滿足現代化大生產高效、高速、高可靠的要求
- 該機的專業打標控制軟體是基於矢量圖形打標的軟體系統,支持Autocad、photoshop等後台軟體,系統功能強大、易於掌握
套用範圍
技術參數
- 雷射波長:10.64μm
- 雷射重複頻率:5-20kHz
- 標準雕刻範圍:110mm×110mm
- 雕刻深度:≤5mm
- 雕刻線速:≤7000mm/s
- 最小線寬:0.1mm
- 最小字元:0.4mm
- 重複精度:±0.001mm
- 整機功率:250W
- 雷射功率:10W,30W,50W,100W
YAG鐳雕機
性能特點
套用範圍
技術指標
- YAG雷射器
- 振鏡頭
- 進口聲光Q開關及驅動器
- F-θ鏡
- 工業冷水機、電腦(可自備)
- 主機 寬240×深1280×高1200(mm)
- 控制櫃寬590×深560×高800(mm)
- 冷水機寬540×深700×高900(mm)
- 雷射功率50W-100W
- 雷射波長1064nm
- 打標範圍100×100(mm) 150×150(mm) 300×300(mm)
- 打標速度5m/s(ZJDB-Y50F機型7m/s)
- 打標深度0.3mm以內(視材料)
- 最小線寬0.05mm
- 重複精度0.02mm
套用領域
行業推薦
- CO2雷射鐳雕機:主要用於非金屬(木頭、亞克力、紙張 、皮革等),價格便宜。
- 燈泵YAG雷射鐳雕機:主要用於金屬、塑膠等低要求產品,雷射鐳雕機價格適中。
- 半導體側泵雷射鐳雕機:與燈泵YAG雷射鐳雕機使用面相同,但較穩定,價格適中。
- 半導體端泵雷射鐳雕機:與燈泵YAG雷射鐳雕機使用面相同,穩定且省電,但用於高端產,價格較高。
- 光纖雷射鐳雕機:打標精細、省電、免維護,用於手機、按鍵等高端產品。價格高。
行業套用
適用材料
使用說明
開機
- 接通進線電源,打開鑰匙開關。此時機器抽風及製冷系統通電,電流表顯示數值7A左右;
- 打開振鏡電源;
- 打開計算機,調出所需打標檔案;
- 調節雷射電源到工作電流(10~18A),即可開始打標;
關機
- 將雷射電源工作電流調至最小(7A左右);
- 關閉計算機;
- 關閉振鏡電源;
- 按動停止按鈕;
- 關閉鑰匙開關;
- 斷開進線電源。
解決方法
- 故障1:雷射強度下降,標記不夠清晰解決方法:
- 雷射諧振腔是否變化;微調諧振腔鏡片。使輸出光斑最好;
- 聲光晶體偏移或者聲光電源輸出能量偏低;調整聲光晶體位置或者加大聲光電源工作電流;
- 進入振鏡的雷射偏離中心:調節雷射器;
- 若電流調到20A左右仍感光強不夠:氪燈老化,更換新燈。
- 故障2:氪燈不能觸發(參考NTP電源使用手冊)解決方法:
- 檢查所有的電源連線線;
- 高壓氪燈老化,更換氪燈。
注意事項
- 嚴禁無水或水循環不正常情況下啟動雷射電源和調Q電源;
- 不允許Q電源空載工作(即調Q電源輸出端懸空);
- 出現異常現象,首先關閉振鏡開關和鑰匙開關,再行檢查;
- 不允許在氪燈點燃前啟動其他組件,以防高壓竄入損壞組件;
- 注意雷射電源輸出端(陽極)懸空,以防與其他電器打火、擊穿;
- 保持內循環水乾淨。定期清洗水箱並換乾淨去離子水或純水;
氪燈更換
- 特別注意:更換氪燈的時間。 雷射器中氪燈出廠說明氪燈的使用壽命為300小時,但由於用戶使用條件不同,上述時間並不能作為更換氪燈的唯一依據。隨著使用時間的增加,氪燈的發光效率下降,雷射輸出也隨之減弱,很多用戶為了獲得足夠的雷射輸出,就加大雷射電源的電流,使氪燈發光增強,這使氪燈老化加快,形成惡性循環,有時會導致炸燈現象。為了防止這種現象發生,我們建議用戶按下面的方法決定是否應該更換氪燈。 當換上一支新氪燈時,記錄下正常打標時的雷射電源電流表數值,作為標準電流值。 當氪燈逐漸老化,加大雷射電源電流輸出,但電流表數值不應超過標準電流值的1.25倍。 例如:新氪燈打標時電流值為20A,使用一段時間後,如果將電流值調大到25A後仍不能正常打標,則應更換氪燈。
回顧展望
早期階段
名稱 | 研製成功時間 | 研製人 |
He-Ne雷射器 | 1963年7月 | 鄧錫銘等 |
1963年6月 | 乾福熹等 | |
GaAs同質結半導體雷射器 | 1963年12月 | 王守武等 |
脈衝Ar+雷射器 | 1964年10月 | 萬重怡等 |
CO2分子雷射器 | 1965年9月 | 王潤文等 |
CH3I化學雷射器 | 1966年3月 | 鄧錫銘等 |
YAG雷射器 | 1966年7月 | 屈乾華等 |
重點發展
- “6403”高能釹玻璃雷射系統 1964年啟動,最後從技術上判定熱效應是根本性技術障礙,於1976年下馬。這一項目對發展高能雷射技術有歷史貢獻是不可忽視的,它使我國雷射技術的水平上了一個台階。其成果主要表現在:
- 建成了具有工程規模的大口徑(120毫米)振盪—放大型雷射系統,最大輸出能量達32萬焦耳;改善光束質量後達3萬焦耳。
- 第一次揭示了強光對雷射系統本身的光損傷現象和機制。
- 第一次深入和理解雷射光束質量的重要性和物理內涵,採用了一系列提高光束質量 的創新性技術,如萬焦耳級非穩腔雷射器、片狀雷射器、振盪—掃瞄放大式雷射系統、尖劈法光束質量診斷等。
- 雷射元器件和支撐技術有了突破性提高,如低吸收高均勻性釹玻璃熔煉工藝、高能脈衝氙氣、高強度介質膜、大口徑(1.2米)光學精密加工等。
- 培養和造就 了一批技術骨幹隊伍。
- 1974年研製成功我國第一台多程片狀放大器,把雷射輸出功率提高了10倍,中子產額增加了一個量級。在國際上向心壓縮原理解密後,積極跟蹤並於1976年研製成六束雷射系統,對充氣玻殼靶照射,獲得了近百倍的體壓縮。這一系列的重大突破,使我國的雷射聚變研究進入世界先進行列,也為以後長期的持續發展奠定了基礎。
- 軍用雷射研究 1966年12月,國防科委主持召開了軍用雷射規劃會,48個單位130餘人參加,會議制定了包括含15種雷射整機、9種支撐配套技術的發展規劃。雖未正式批准生效,但仍起了有益的推動作用。此後的幾年內,這一領域湧現了一批重要成果。例如:
- 紅寶石雷射人造衛星測距:成功地對美國實驗衛星Expl-27號、29號 和36號進行了測量、最遠可測距離為2300公里,精度2米左右。這是第一代人造衛星的測距成果,為以後更遠距離、更高精度的人造衛星測距打下了基礎。
- 紅寶石雷射雷達和機載紅外雷射雷達,首次實現了地—空和空—空對飛機的跟蹤測距。
- 雷射航測儀:將雷射測距機和航空照相機組合,由飛機機載對地航測,完成對邊遠地區等復要地形的測繪。重複率6次/分,測距精度1米。
- 地炮雷射測距機:可獨立完成觀察、測距、測角(方向和高低角)及磁針定向等功能。測距範圍300-10000米,精度5米。 在雷射套用方面,Nd:YAG雷射通信(3-12路)、He-Ne雷射通信、單路/三路半導體雷射通信在通信試驗中已獲得成功;Nd:YAG雷射手術刀、CO2雷射手術刀、雷射虹膜切除儀等醫療設備也已投入使用;雷射全息攝影、雷射全息在平面光彈中的套用,脈衝雷射動態全息照相和拉曼分光光度計已成為計量科學的新手段;數控雷射切割機、雷射準直儀、雷射分離同位素硫、用於農業研究的液體雷射器、大螢幕導航顯示器等成果也在工農業中獲得了套用。 1978年3月召開的全國科學大會上,獲得獎勵的雷射項目有近80項,其中民品約70項,軍品約10項,綜合地反映了我國雷射技術發展在這一時期的成績。
改革後
- 改革開放以來,雷射技術獲得了空前發展的機遇。20多年來,面向套用,面向世界,面向未來,雷射科技事業取得了前所未有的進步,湧現出一批國際先進水平的成果,為邁向21世紀 打下了堅實的基礎。
- 1980年5月,分別在上海、北京舉行了第一次國際雷射會議,與會代表218人(國外66人),宣讀113篇報告(國外65篇),鄧小平同志親切接見了與會中外代表。1983年在廣州和1986年在廈門又舉行了第二次、第三次國際會議,改變了我國的雷射技術多年來封閉運轉的局面,開始走向世界。一大批年輕科技人才出國進修,其中相當一部分優秀人才學成歸國。
- 為了形成高水平的研究開發中心,對科研隊伍和布局進行了積極調整,先後成立了一批國家重點實驗室、開放實驗室、國家工程研究中心和產學研組織。由於擁有國際先進的儀器設備和設施,聚集了高水平的科技人才,又有較為靈活的運行機制,目前正在為雷射科技成果轉化、創造自主智慧財產權和促進雷射技術產業化發揮重要作用。
- 在多項國家級戰略性科技計畫中,雷射技術受到重視。“863”計畫七大領域中有雷射技術和光電子技術(包括用於信息領域的雷射技術),1995年又增列了“慣性約束聚變”主題。國防預研光電子技術作為跨部門項目正式立項,其中也包括雷射技術。國家“六五”和“七五”攻關計畫,雷射技術被列為重大項目。此外,國家自然科學基金1986-1998年間年平均資 助27.6個雷射領域項目。這些由國家支持的計畫都經過了充分論證和嚴格挑選,對國民經濟和國防建設具有重要意義。許多雷射科研單位也主動進行組織體制和運行機制的改革,面向市場、鼓勵創新、大力促進科技成果向商品轉化,取得了可喜成績。
- 雷射器研究向縱深發展,不斷追求高光束質量、高穩定性、長壽命、短脈衝、波長可調諧等目標。這一時期,雷射技術成果豐碩,許多具有重大套用價值和達到國際先進水平。其中的代表性成果有:
- 慣性約束聚變(ICF)雷射驅動器——“神光”系列 在王淦昌、王大珩的指導下,中國科學院和中國工程物理研究院從80年代開始聯合攻關,承擔了“神光”系列雷射系統的研製和ICF物理實驗,取得了國際矚目的成就。其中,“神光-Ⅰ”雷射裝置於1986年建成,輸出功率2萬億瓦,達到國際同類裝置的先進水平。“神光-Ⅰ”連續運行8年,在ICF和X射線雷射等前沿領域取得了一批國際一流水平的物理成果。90年代又研製了規模擴大4倍、性能更為先進的“神光-Ⅱ”裝置,並即將投入運行。1995年,IC F在“863計畫”中立項,開始研製跨世紀的巨型雷射驅動器——“神光-Ⅲ”裝置,總體設 計和關鍵技術研究已取得一系列高水平的成果。
- 中國牌新晶體走向世界 我國發明的BBO、LBO晶體,以及KTP、鈦寶石等晶體以優異的質量在國際市場享有盛譽並占有一定的份額。