激光打標(biāo)機(jī)的調(diào)Q技術(shù)分析

激光打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)按照其工作方式可分為兩類：連續(xù)激光以及脈沖激光。與連續(xù)激光打標(biāo)機(jī)相比，脈沖激光打標(biāo)機(jī)的閾值條件較低，在輸入泵浦能量一定的情況下，脈沖激光可以輸出較高的脈沖能量。如果用泵浦能量比以前更大的脈沖模式激發(fā)激光器，激光器會(huì)輸出更高的峰值，這樣作為激光打標(biāo)機(jī)核心部件的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(jī)可以在不增加成本的情況下獲得相對(duì)較高的功率和相對(duì)較窄的脈沖寬度，但要獲得非常高的峰值功率或非常窄的脈沖寬度，必須使用激光打標(biāo)機(jī)激光調(diào)Q技術(shù)。調(diào)q技術(shù)是指按照規(guī)定的程序改變腔內(nèi)損耗因子的方法。在泵浦開始時(shí)，使光腔具有高損耗因子，提高了激光產(chǎn)生的閾值。由于閾值較高，不能產(chǎn)生激光振蕩，因此亞穩(wěn)態(tài)的粒子數(shù)可以積累到一定水平。然后，空腔內(nèi)的損耗在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候突然降低，閾值也隨之降低。有時(shí)，反轉(zhuǎn)粒子的數(shù)量大大超過(guò)閾值，受激輻射迅速增強(qiáng)。因此，在很短的時(shí)間內(nèi)，儲(chǔ)存在上層能級(jí)的粒子的能量轉(zhuǎn)化會(huì)轉(zhuǎn)化激光能量，形成強(qiáng)激光巨脈沖輸出。

超脈沖激光打標(biāo)機(jī)具有激光輸出脈寬窄、峰值功率高等特點(diǎn)，具有應(yīng)用于加工玻璃、皮革、陶瓷等閾值要求高、熱擴(kuò)散要求低的材料的優(yōu)勢(shì)。激光打標(biāo)機(jī)采用的熱處理是指當(dāng)激光束照射物體表面時(shí)，引起快速加熱，從而改變物體特性或使材料熔化蒸發(fā)的過(guò)程。在激光打標(biāo)加工過(guò)程中，作用在材料上的激光能量必須大于破壞材料所需的能量，大于材料的損傷閾值。

由于玻璃、皮革、陶瓷等材料的損傷閾值較高，而對(duì)于玻璃來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)化為吸熱的能量在玻璃內(nèi)部傳遞不均勻，會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，使玻璃爆裂。對(duì)于皮革來(lái)說(shuō)，皮革加工的邊緣被熱傳導(dǎo)能量燃燒。對(duì)于陶瓷來(lái)說(shuō)，最外層的陶瓷是一層搪瓷，在性能上相當(dāng)于玻璃。因此，這些材料必須使用超脈沖工作模式的激光打標(biāo)機(jī)。

當(dāng)激光打標(biāo)機(jī)的激光束投射到材料表面時(shí)，部分能量被反射，部分被吸收，部分被透射，這取決于材料類型和激光打標(biāo)機(jī)的波長(zhǎng)。在到達(dá)材料表面的光能中，被材料吸收的部分對(duì)材料加工是有用的。光能以電子和原子振動(dòng)激發(fā)的形式被吸收，并轉(zhuǎn)化為熱能，熱能擴(kuò)散到鄰近的原子。隨著激光打標(biāo)機(jī)的運(yùn)行，越來(lái)越多的光子被吸收，材料的溫度不斷升高，從而增加了光能吸收的比例。