（1）激光打标机简介

激光打标机是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，从而刻出精美的图案、商标和文字。目前，激光打标机主要应用于一些要求更精细、精度更高的场合，应用于电子元器件、集成电路（IC）、电工电器、手机通信、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材。

与喷墨打标法相比，激光打标雕刻的优越性在于：应用范围广，多种物质（金属、玻璃、陶瓷、塑料、皮革等）均可打上永久的高质量标记。对工件表面无作用力，不产生机械变形，对物质表面不产生腐蚀。

（2）激光打标机的分类及特点

1）按激光器分类

①CO2激光打标机

采用CO2气体充入放电管作为产生激光的介质，在电极上加高电压，放电管中产生辉光放电，致使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。它主要用于非金属（木头、亚克力、纸张、皮革等），价格便宜。

采用CO2气体激光管、扩束聚焦光学系统和高速振镜扫描器，其性能稳定，寿命长，免维护。该机可单机使用，也可安装在流水线上联合使用。打印效果和打标速度能够满足现代化大生产高效、高速、高可靠的要求，如图7.17所示。

②半导体激光打标机（见图7.18）

半导体激光打标机是用波长808nm激光二极管泵浦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为1 064nm的巨脉冲激光输出，电光转换效率高。此种激光器体积小，是传统灯泵浦激光器的1/4。

图7.17　CO2激光打标机

图7.18　半导体激光打标机

其特点如下：

a.激光光束模式好，电光转换效率高，耗电少，免维护。

b.寿命长：有些光电量测厂商把量测设备中激光的光源由最初的He-Ne激光改成二极管激光，以取得最佳的机器寿命（He-Ne激光寿命一般为104h，而二极管激光寿命为105h，相差10倍），特别适合现场长时间的操作。

c.瞬间即可达到开关的作用，适宜通信用途，并且半导体激光打标机一开机很快便稳定下来，又很合适用电路调制其输出，例如可使用脉波调制法量测距离（而He-Ne激光打标机必须开机30min后才稳定下来，这点比不上半导体激光打标机）。

d.可得到各种波长：利用周期表中的Ⅲ/V族，如砷化镓等化合物可制成二极管激光，当电流通过pn界面时，将因化合物的不同而发出各种可见激光及不可见激光。半导体激光只要改变组合元素的比例，便可改变不同的能量间隔，不同的能量间隔，提供了不同的输出波长，由于具有红外线及红色波长，在通信及量测上很容易与各种传感器配合而得到很广泛的用途。(www.daowen.com)

e.操作简单方便，打标质量精度高。

f.机械性质方面：结构紧凑、坚固、体积小的优点。

③YAG激光打标机

YAG激光器是红外光频段波长为1.064μm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，激励源发出特定波长的入射光，促使工作物质发生居量反转，通过能级跃迁释放出激光，将激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。

其特点如下：

a.省灯。寿命长达10 000h，以每天工作8h计算，可长达3年无须更换耗材。

b.省电。功耗只有2kW左右，即每小时可以省电4kW·h，按工业用电1kW·h电费/万计算1元计算，同样工作1h，每工作1h要比灯泵浦激光打标机省4元钱电费。

c.标记效果更好。产生的激光的单色性更好，激光的模式更佳，激光聚焦后的光点更小，能量更集中，能取得更好的标记效果。

d.免维护。灯泵浦激光打标机需要经常更换氪灯，每次换灯还要重新调试光路。而YAG激光打标机免维护，大大增加了设备的稳定可靠性，降低了日常维护的工作量。

④光纤激光打标机

光纤激光打标机是利用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而“刻”出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图案、文字、条形码等各类图形。

纤激光器分为两大类产品：连续光纤激光器和脉冲光纤激光器。按照功率大小有：连续5W，10W，20W至400W，1 000W以上；脉冲10W，15W，20W，25W，30W至50W。光纤激光打标机为当今国际上最先进的激光标记设备，具有光束质量好、体积小、速度快、工作寿命长、安装灵活方便以及免维护等特点。它广泛用于是集成电路芯片、电脑配件、工业轴承、钟表、电子及通信产品、航天航空器件、各种汽车零件、家电、五金工具、模具、电线电缆、食品包装、首饰、烟草以及军用事等众多领域图形和文字的标记，以及大批量生产线作业。光纤激光器是国际新型，具有可靠结构、体积小巧（约410mm×200mm×270mm）、耗电量小、无高电压、无须庞大的水冷系统（仅需约300W）、光束质量高的特点，接近理想光束，USB接口输出控制，光学扫描振镜，激光重复频率高，高速无畸变。

2）按照激光可见度不同分类

①紫外激光打标机

其采用355nm的紫外激光器研发而成，该机采用三阶腔内倍频技术同红外激光比较，355紫外光聚焦光斑极小，能在很大程度上降低材料的机械变形且加工热影响小，主要用于超精细打标、雕刻，特别适合用于食品、医药包装材料打标、打微孔、玻璃材料的高速划分及对硅片晶圆进行复杂的图形切割等应用领域。

紫外激光由于聚焦光斑极小，且加工热影响区小，因而可进行超精细打标、特殊材料打标，是对打标效果有更高的要求客户的首选产品。紫外激光除铜材质外，适合加工的材质更加广泛。不仅光束质量好，聚焦光斑更小，能实现超精细标记；适用范围更加广泛；热影响区域极小，不会产生热效应，不会产生材料烧焦问题；标记速度快，效率高；整机性能稳定，体积小、功耗低等优势。

②绿激光打标机

绿光激光打标机是采用国际上最先进的使用波长为532nm的激光泵浦技术（侧面泵浦或端面泵浦）研制而成。它主要用于高端极精细IC等产品。价格较高，产品以定制为主。