激光打标机基本原理

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激光打标机作业指导书

激光打标机作业指导书

激光打标机作业指导书一、激光打标机的基本原理和操作说明1.激光打标机是一种利用激光束进行材料加工和标记的设备。

其基本原理是通过控制激光束的位置和功率来在材料上进行刻印、雕刻和切割。

2.激光打标机使用的激光束具有高能量密度和高聚光性,可以在细小的区域内产生高温,从而对材料进行加工。

常见的激光打标机包括CO2激光打标机和光纤激光打标机。

3.操作激光打标机之前,需要先熟悉设备的基本结构和操作面板上的各种按钮和开关,确保能正确地进行操作。

4.打开激光打标机的电源,启动设备。

注意,在操作过程中要注意激光束的安全,避免对人眼造成伤害。

5.根据需要,选择合适的刻印数据或图案。

可以通过计算机或外部设备将图案传输到激光打标机的控制系统中。

6.调整激光的焦距和功率,以适应不同的材料和加工要求。

注意,在操作激光打标机时,要根据材料的性质和光斑大小来调整激光的功率和时间,以避免材料被过度加工或烧毁。

7.执行刻印操作,将刻印头移动到要刻印的位置上,并按下开始刻印按钮。

在刻印过程中,要保持设备的稳定和准确。

8.刻印完成后,关闭激光打标机的电源,并注意清理刻印头和材料上的残留物。

二、激光打标机的维护和安全操作1.定期对激光打标机进行维护和保养,以确保设备的正常运行和寿命。

定期清理设备内部的灰尘和杂质,检查激光器和驱动电路的工作状态,及时更换损坏或老化的零件和部件。

2.在使用激光打标机时,要注意安全操作。

避免直接注视激光束,以免对眼睛造成伤害。

在操作和维护设备时,要戴上适当的防护眼镜和手套,注意防护措施。

3.在设备运行时,要保持设备周围的工作环境整洁和干燥,避免灰尘和水汽进入设备内部。

4.长时间不使用激光打标机时,应将设备断电,并注意保持设备的干燥和防尘。

5.定期检查激光打标机的电源线和接线是否正常,避免因电源故障造成设备损坏或人身伤害。

三、激光打标机的应用范围和注意事项1.激光打标机广泛应用于电子、仪器仪表、通讯、汽车、医疗器械、五金制品、首饰、塑料制品、陶瓷制品等领域。

激光打标机简介

激光打标机简介

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。

4食品饮料行业全面替代喷墨喷码机,无损耗、无污染、免维护、运行成本低廉;配合各类生产流水线,进行无接触、无停顿、高质量在线飞行激光打标。

激光打标机的工作原理

激光打标机的工作原理

激光打标机的工作原理激光打标机是一种常见的工业设备,常用于对各种材料进行永久标记。

它的工作原理是利用激光束对物体表面进行刻划,形成可见的标记。

下面将详细介绍激光打标机的工作原理:1. 激光发生器:激光打标机的核心部件是激光发生器。

激光发生器通过电流、能量或其他外部输入,将电能转换为激光能量。

激光发生器可以是固态激光器、二极管激光器或其他类型的激光器。

2. 激光束聚焦系统:激光发生器产生的激光束需要通过一系列的透镜或反射镜来聚焦,以便将激光束的能量集中到一个小的点上。

这通常通过使用凹透镜或反射镜来实现。

3. 工作台和XYZ轴:激光打标机通常具有XYZ轴,以便控制打标头的位置。

工作台是打标物体的平台,通过控制XYZ轴的运动,可以将打标头对准需要标记的位置。

4. 扫描系统:激光打标机的扫描系统通常由扫描镜和驱动器组成。

扫描镜通过驱动器的控制,使激光束在XY平面上进行快速扫描。

这样可以实现对标记区域的快速刻划。

5. 控制系统:激光打标机的控制系统负责控制激光发生器、扫描系统和XYZ 轴的运动。

控制系统可以通过计算机软件或者专门的控制器进行操作。

激光打标机的工作过程如下:1. 选择材料:首先需要选择要进行标记的材料。

激光打标机通常适用于金属、塑料、玻璃等各种材料。

2. 设定参数:根据材料的特性,需要设定适合的激光功率、激光频率和扫描速度等参数。

这些参数的设置会影响标记的效果和速度。

3. 材料准备:将需要标记的材料放置在工作台上,并通过调整XYZ轴的位置,将标记区域对准激光打标机的焦点。

4. 开始标记:启动激光打标机的控制系统,使其按照预设的参数和轨迹进行打标。

激光发生器产生的激光束经由聚焦系统集中在一个小点上,然后通过扫描系统控制激光束在标记区域上扫描。

5. 完成标记:当激光束在标记区域上扫描结束后,标记完成。

此时,可以关闭激光打标机,取出标记好的材料。

激光打标机的工作原理使其成为现代工业生产中的重要工具。

激光打标机工作原理

激光打标机工作原理

激光打标机工作原理
激光打标机是一种利用激光束对物体进行永久性标记的设备。

它的工作原理基于激光束的高能量密度和聚焦性质,通过对物体表面进行局部加热来实现标记。

激光打标机通常采用固体激光器或半导体激光器作为光源。

当激光器被启动后,激光束通过光学系统进行调制和聚焦,最终聚焦到一个极小的点上。

这个聚焦点的直径可以控制在几微米到几百微米之间。

当激光束聚焦到物体表面时,激光能量会在很短的时间内被吸收,导致物体表面区域的温度急剧上升。

当温度达到一定程度时,物体表面的材料会发生化学或物理性质的改变。

对于金属材料,激光能量会使其表面融化并产生气泡,形成可见的标记。

而对于非金属材料,激光能量会使其表面发生氧化、变色或蒸发等化学反应,以实现标记的效果。

激光打标机能够实现高精度的标记,具有非常细小的标记点和高对比度的效果。

它可以在不损伤物体表面的情况下进行标记,并且具有长时间的耐久性。

激光打标机在许多领域中广泛应用,如工业制造、电子零部件、医疗器械、珠宝等。

激光打标机原理

激光打标机原理

激光打标机原理激光打标机是一种利用激光束进行标记的设备,它可以在各种材料表面上进行高精度、高速度的标记,广泛应用于电子、汽车、医疗器械、工艺品等行业。

激光打标机原理是基于激光的光学特性和材料的热效应,通过激光束对材料表面进行加热或蒸发,从而实现标记的过程。

激光打标机的原理主要包括激光发射、聚焦、控制和材料相互作用四个方面。

首先是激光发射。

激光打标机利用激光器产生高能量、高单色性的激光束,通常采用固体激光器、气体激光器或半导体激光器。

这些激光器产生的激光束具有较高的方向性和一定的波长,可以实现对材料表面的精确加工。

其次是激光聚焦。

激光打标机通过透镜或镜片对激光束进行聚焦,使其在材料表面形成一个极小的加工点。

激光束的聚焦能力决定了标记的精度和清晰度,因此激光聚焦系统是激光打标机中至关重要的部分。

然后是激光控制。

激光打标机通过控制激光器的开关和调节激光束的强度、频率和脉冲宽度等参数,实现对加工过程的精确控制。

激光控制系统通常采用计算机控制,可以根据需要进行各种复杂的图形和文字标记。

最后是材料相互作用。

当激光束聚焦到材料表面时,激光能量会被吸收并转化为热能,导致材料表面的局部加热或蒸发。

不同材料对激光的吸收能力和热导率不同,因此激光打标机可以实现对金属、塑料、玻璃、陶瓷等各种材料的标记。

总的来说,激光打标机原理是利用激光的光学特性和材料的热效应,通过激光束对材料表面进行加热或蒸发,从而实现对材料进行高精度、高速度的标记。

激光打标机具有标记速度快、精度高、标记质量好、适用范围广等优点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。

激光打标机的应用领域非常广泛,包括电子、汽车、医疗器械、工艺品、食品包装等行业。

在电子行业,激光打标机可以对电子元器件进行标记,如芯片、电路板、手机壳等;在汽车行业,激光打标机可以对汽车零部件进行标记,如发动机号、车身号等;在医疗器械行业,激光打标机可以对医疗器械进行标记,如手术器械、医用包装等;在工艺品行业,激光打标机可以对工艺品进行标记,如水晶、玻璃、陶瓷等;在食品包装行业,激光打标机可以对食品包装进行标记,如日期、批号、条形码等。

激光打标机知识大全

激光打标机知识大全

激光打标机知识大全激光打标机是一种利用激光技术进行标记的机器设备。

它通过激光束照射物体表面,将激光能量转化为热能,使材料表面产生化学或物理变化,从而实现印刷文字、图案、条形码等标记的目的。

下面将详细介绍激光打标机的原理、分类、应用、优势和注意事项。

激光打标机主要通过高能量激光束在物体表面进行标记。

激光光束可以聚焦为很小的点,通过改变激光束的强度、频率、聚焦和位置,可以实现对物体表面的刻画和标记。

激光打标机可以在金属、塑料、陶瓷、玻璃等多种材料上进行标记。

按作用方式可分为点状打标机、线状打标机和阶梯状打标机。

点状打标机用于对物体表面进行点状标记,线状打标机用于对物体表面进行直线状标记,阶梯状打标机用于对物体表面进行阶梯状标记。

1.高精度:激光束可以聚焦为很小的点,可以实现高精度的标记。

2.高速度:激光打标机的标记速度较快,可以大幅提高生产效率。

3.高稳定性:激光打标机具有稳定的输出功率和稳定的标记效果,保证了标记结果的一致性。

4.高可靠性:激光打标机采用无接触式标记方式,不易损坏材料表面,且寿命较长。

5.环保节能:激光打标机采用非接触式标记方式,没有污染物产生,减少了对环境的影响。

6.易操作:激光打标机配备了用户友好的操作界面,易于操作和维护。

1.安全防护:激光打标机工作时,应做好激光防护,避免激光对人眼和皮肤的伤害。

2.材料选择:不同材料的激光打标效果可能会有所不同,应根据材料的特性选择适合的激光打标机。

3.操作维护:定期对激光打标机进行检查和维护,确保设备的正常运行。

4.培训操作人员:对操作激光打标机的人员进行专业培训,确保安全和正确操作。

总结:。

激光打标机的基本工作原理

激光打标机的基本工作原理

激光打标机的基本工作原理激光打标机是一种常见的工业机械设备,广泛应用于各个领域,如制造业、医疗领域和电子行业等。

它利用激光技术对物体进行打标,实现对物体表面进行编码、标识和刻印等操作。

激光打标技术具有高精度、高速度和非接触的特点,因此在工业制造过程中得到广泛应用。

本文将介绍激光打标机的基本工作原理,以及其在实际应用中的优势和局限性。

一、激光打标机的基本工作原理激光打标机主要包括光源系统、控制系统和打标系统三个主要部分。

1. 光源系统:激光打标机使用的光源通常为二氧化碳激光器或光纤激光器。

激光器能够产生高能量、高密度的激光束,用来进行打标操作。

2. 控制系统:激光打标机的控制系统由计算机和相关软件组成。

通过输入打标内容和相关参数,控制系统能够控制激光器的输出和扫描系统的移动,从而实现对物体表面的打标。

3. 打标系统:打标系统包括扫描头和焦距控制系统。

扫描头用来控制激光束的移动轨迹,通过快速移动并调整激光束的位置,实现对物体表面的打标操作。

焦距控制系统用来调整激光束的焦距,以保证打标的清晰度和一致性。

在激光打标过程中,激光束由光源系统产生,经过控制系统控制激光器的输出功率和频率,然后通过扫描头进行精确控制的移动,最终在物体表面进行打标操作。

打标的方式可以是永久性的,如刻印或雕刻,也可以是可变化的,如标识、编码或图案。

二、激光打标机的优势激光打标机相比传统的打标方式具有很多优势,这些优势使其在制造业得到广泛应用。

1. 高精度:激光打标机能够实现微米级的精确打标,不会对物体表面造成额外的损伤。

它可以实现高分辨率的文字、图案和图像,适用于精细和高要求的打标操作。

2. 高速度:激光打标机在打标过程中具有很高的工作速度,能够快速完成大量的打标任务。

它比传统的打标方式更加高效。

3. 非接触:激光打标机采用激光束进行打标,不与物体接触,避免了机械刻划造成的损伤。

它可以应用于各种材料,包括硬质材料和脆弱材料。

4. 长寿命:激光器具有较长的使用寿命,在正常使用条件下可以持续工作数千小时,减少了设备的维护和更换成本。

激光打标机的原理

激光打标机的原理

激光打标机的原理激光打标机是一种利用激光技术进行标记的设备,它在工业生产中得到广泛应用,可以对各种材料进行高精度、高速度的标记。

激光打标机的原理是基于激光的作用原理,通过激光束对材料表面进行永久性标记,具有非接触、高精度、高效率、无污染等优点。

下面将详细介绍激光打标机的原理。

激光打标机利用激光束对材料进行标记,其基本原理是利用激光的高能量、高聚焦、高单色性和高相干性。

激光束经过透镜聚焦后,可以在极小的范围内产生高能量密度的光束,从而在材料表面产生瞬时的高温,使其发生化学、物理变化,从而形成标记。

激光打标机可以实现对金属、塑料、陶瓷、玻璃等各种材料的高精度标记,包括文字、图案、条形码等。

激光打标机的原理主要包括激光发生、激光传输、激光聚焦和激光控制四个方面。

首先是激光发生,激光打标机利用激光器产生高能量、高单色性的激光束。

然后是激光传输,激光束经过光学系统的传输,保持其高质量特性。

接着是激光聚焦,激光束通过透镜进行聚焦,使其能量密度增加,从而在材料表面产生标记。

最后是激光控制,激光打标机通过控制系统对激光进行精确控制,实现各种复杂的标记要求。

激光打标机的原理决定了它具有许多优点。

首先,激光打标机可以实现非接触式标记,避免了对材料表面的损伤。

其次,激光打标机具有高精度、高速度的特点,可以实现对材料表面的微小标记。

此外,激光打标机还可以实现对不同材料的标记,具有广泛的适用性。

总之,激光打标机利用激光技术对材料进行标记,其原理是基于激光的高能量、高聚焦、高单色性和高相干性。

激光打标机具有非接触、高精度、高效率、无污染等优点,得到了广泛的应用。

相信随着科技的不断发展,激光打标机将会在更多领域展现其强大的应用价值。

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第一章激光器原理可以肯定地说:本世纪最后的伟大发明之一是激光技术。

它自一九五八年问世以来,已经逐步地然而是坚定地渗透到了科研、军事、工业等各个领域。

不是吗?看看我们的周围,你就可以轻易地找到它应用的实例:医院中的激光诊断及激光治疗机、商店中的条码识别器、办公室中的激光打印机、把我们与世界各地联结在一起的光纤等等,就是在我们的家中也有它的身影:激光唱机、激光影碟机。

人类发明了多种多样的激光器。

诸如:气体激光器(He-Ne激光器、CO2激光器等)、CO2为E1(例如:E1-E0)原子只能吸收带有几个能量的光子。

光子的能量决定于光子本身的波长。

所以,原子只能吸收几个特定波长的光子。

正常情况下,原子吸收能量后会在上能级停留一段时间(这一时间被称为原子的上能级寿命),然后向任意一个方向发射一个光子并返回基态。

这一现象称为原子的自发发射。

对这一现象,图1.3作了形象的描述。

图1.1原子的结构图1.2原子的能级图1.5原子在各能级上的分布发射。

在受激发射的同时,要设法使下能级的原子持续地跃迁到上能级,以维持粒子数反转,使受激发射能够持续地进行下去。

受激发射所产生的光子都具有相同的波长、方向及相位,所以受激发射的光是很强的。

这就是激光。

激光这个词是从英文原文“LASER”一词翻译过来的,它的完整的英文原文是“LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation”(光辐射受激发射放大),“LASER”是它的缩写。

简单地说:激光器的实质是一个光放大器。

在实践中,要想产生激光,就必须满足两个条件:首先找到能够实现粒子数反转的工作物质,也就是激光介质;第二要建立一个谐振腔,使某一个频率的能量源(可以是谐振腔外的,也可以是谐振腔内的)在腔内谐振,在激光介质中多次往返时,有足够的机会去激励(泵Nd:YAGm的光将Nd:YAG晶体棒与氪灯并排放置在一个椭圆型的光学腔内,光学腔的内表面形状是经过精心设计的,以便保证氪灯发出的泵浦光能够全部聚集到Nd:YAG晶体棒的中心轴上。

由一个反射率为100%的反射镜作后镜,前镜的反射率为精心设计的90%(透过率为10%),它们共同组成光学谐振腔,以实现光学谐振。

Nd(钕)原子的能量转移过程分为四步(在图1.7中对这一过程有详细图1.7Nd:YAG激光器原理图的描述),第一步:Nd原子在氪灯发出的波长为0.73μm和0.8μm泵浦光的激励下,处于基态的Nd原子跃迁到两个上能级中的一个,原子在这里的上能级寿命非常短,大约只有10-7秒,这里称这一能级为激发态;第二步:原子在激发态迅速地进行一次无发射的跃迁,到达另一个上能级,原子在这里的上能级寿命较长,大约为10-4秒,这一能级称为亚稳态,原子在这里形成粒子数反转;第三步:当原子在这里受激而跃迁到达下能级时,就会发射出波长为1.06μm的光子,这就是激光;第四步:原子在这里再发生一次无发射的跃迁到达基态,准备重复上述过程。

激光器原理1.2.2CO2CO2动(如图c, CO2建立很容易跃迁到激光能级上来,这是因为它们都是反对称振动能级,而激光能级又是其中最低的一个。

在较高能级的分子是不稳定的,它们总是力图向较低能级跃迁,因此在激光能级就会积聚大量的粒子,这就是所谓串级跃迁。

⒊谐振碰撞:处于更高反对称振动能级上的分子还可以通过与基态CO2分子的碰撞,把能量交给后者使其激发到激光能级,而自己成为低一级的反对称振动能级分子。

这一类碰撞是谐振的,发生的几率很大,对增加激光能级的粒子数有很大的贡献。

⒋复合过程:在CO2分子放电过程中,有部分CO2分子分解为CO和O,同时也存在部分CO和O复合成CO2分子的过程,在它们复合时会把原来分解时吸收的能量放出,因此复合而成的CO2分子就会被这部分能量激发到激光能级。

以上这四种基本过程是CO2分子被激发到激光能级去的四条途径。

另外,为实现粒子数反转以便产生受激辐射,还必须抽空下能级。

CO2激光器按激励方式可分为横向激励激光器、气动激光器、化学激励激光器、射频激励激光器,等等。

第二章激光打标机的种类“绘图仪式”,因为它的工作方式类似于笔式绘图仪。

又由于在打标过程中,两个反射镜带着激光束做大范围的运动,就象激光束在飞来飞去,所以又有人称之为“飞行光学式”打标机。

与“工作台式”激光打标机相比,它的运动机构变得轻巧,构造更加简单,但由于在打标过程中激光光束的光程是不断变化的,最终作用在工件表面的光斑质量难以一致。

这种形式的激光打标机在不降低激光光斑能量密度的情况下,打标范围容易做得很大,但图2.2“绘图仪式”激光打标机原理示意图难以对精细图案进行打标,打标速度较慢。

⒉利用振镜扫描器使激光束发生偏转及运动。

由激光器射出的激光束顺序投射到第一、第二振镜扫描器上,它们分别使激光束在平面的X、Y两个方向上扫描,在计算机的控制下,激光束经聚焦透镜聚焦后就会在平面上扫描出所要求的图案(见图2.3)。

这种打标方式我们称之为“振镜扫描式”,它的最大优点是打标速度快,打标精细,可以处理各种精细文字、图案的打标,缺点是造价较高,很难扩大打标视场。

但由于它打标速度快,打标精细,已经成为激光打标机的主流产品。

图2.3“振镜扫描式”激光打标机工作原理示意图激光打标机还可按照所选用的激光器类型来分类,诸如:CO2激光打标机、Nd:YAG激YAG“Quality”声光将产生声波,声波作用在水晶上而压迫水晶,这将使水晶的折射率发生变化,从Nd:YAG晶体中发出的光在通过声光Q开关时将被折射而偏离后反射镜。

由于用于受激发射的光反馈消失了,激光产生的过程也就中断了(如图3.1所示)。

图3.1声光Q开关工作原理示意图Nd是一种十分难得的优质激光介质,它的上能级寿命相对较长,达到了10-4秒。

当射频信号使Q开关破坏了光学谐振腔的谐振条件从而阻断激光输出时,它的内部仍然在吸收氪灯发出的光能而形成粒子数反转,由于较长的上能级寿命,受激原子不会很快回到下能级。

在没有激光输出期间,上能级积聚了极大的能量,当射频信号一旦取消而恢复光学反馈时,将会产生数千瓦的激光峰值功率输出。

Q开关为在功率较低的激光器上产生高峰值功率短脉宽的激光脉冲提供了极好的方法。

YAG系列激光打标机采用的声光Q开关是由熔石英制成的,采用LiNbo3单晶作压电声学换能器。

为了提高声光Q开关对Nd:YAG激光的透过率,在熔石英的两个通光面表面镀1.06μm硬增透膜。

3.2激光脉冲控制器对于采用射频激励CO2激光器的CO2系列激光打标机来说,有没有激光脉冲控制器似乎都可以对工件进行打标加工。

但实践证明,加有激光脉冲控制器的激光打标机打标质量明显系列2 Nd:YAG激光器所用的泵浦源氪灯,CO2激光器的激光管都需要一个稳定、可靠的直流电源,电源的稳定性直接影响激光输出的稳定性。

Nd:YAG激光器所用的电源还必须包括一个能产生高压启动脉冲的点燃电路,以引燃氪灯。

大恒激光生产的激光打标机均采用IGBT开关电源,由于设计合理、制作精良,保证了电源的稳定性和可靠性。

Nd:YAG激光器所用的泵浦源──大功率氪灯,在发光过程中会产生大量的热;CO2激光器在工作时同样会产生一定的热量(虽然不如Nd:YAG激光器产生的热量多)。

若不及时将这些热量去掉,不仅会影响激光器的正常使用和缩短氪灯的使用寿命,更为严重的是将会发生炸腔或损坏CO2激光管的恶性事故,使昂贵的Nd:YAG晶体棒及镀金腔或CO2激光器报废。

施加于声光Q开关上的射频信号,被压电晶体吸收后,一部分能量转变成超声波,还有一部分变成热;尽管Q开关中的熔石英晶体对激光是透明的,但还会吸收一部分光能,这些能量转变为热。

这些热量会烧坏压电换能器的电极,烧坏压电换能器,甚至会烧坏熔石英晶体。

去除热量的最有效的方法是加装一套水循环装置,靠水的循环来带走热量。

对于Nd:YAG 激光器,由于氪灯表面的温度很高,必须考虑不使氪灯表面结垢;冷却水直接流过氪灯表面,离子水。

一个发出的激光并不是理想的平行光,它有一个很小的发散角,这一很小的发散角会影响到聚焦透镜的聚焦效果。

所以在聚焦透镜之前要有一个扩束镜用以压低光束的发散角。

扩束镜除了可以压低光束的发散角外,还可以扩大激光输出光束的直径。

我们知道,聚焦后光斑的大小取决于入射光束直径和聚焦透镜的焦距:入射光束直径越大,聚焦后光斑直径越小。

入射光束直径的增大,还可以降低激光光路中使激光光束改变方向的反射镜上的激光能量密度,保证了反射镜在长时间工作时不被激光束烧坏。

按照聚焦透镜在光路中相对于反射镜所处的位置,可以分为前聚焦和后聚焦两种方式。

下面我们以振镜扫描式激光打标机为例来介绍激光打标机的光学系统。

5.1前聚焦方式图5.1前聚焦方式示意图前聚焦方式是因聚焦透镜比反射镜更靠近激光器(处在反射镜的前面)而得名。

聚焦透镜安装在扩束镜和振镜扫描器之间(见图5.1),它的最大优点是价格较为低廉、且可获得较大的打标范围。

这一方式的主要缺点是:光斑直径较大,这是由于前聚焦方式选用的聚焦透镜的焦距较长,而聚焦光斑的直径与聚焦镜的焦距成正比,这是为了容纳振镜扫描器,聚焦透镜不得不采用较大的焦距,由此导致打标的能量密度降低。

另外,前聚焦方式只能选用普通聚焦透镜,这种透镜的焦点位置是镜头后方的一个圆弧面,而多数情况下工件表面是一个平面,当光束(见图光打标机均采用这种聚焦方式。

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