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創新動態聚焦打標技術:三維動態聚焦系統——雷射打標、振鏡掃描式雷射標記技術、動態聚焦掃描4
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脈衝雷射 可區分為Q開關雷射以及鎖模雷射 Q開關雷射:產生之脈衝寬度為ns等級 鎖模雷射:產生之脈衝寬度為ps~fs等級 根據調變機制不同,兩者皆可分為主動式以及被動式 左圖為主動式,右圖為被動式Q開關雷射原理簡介Q開關雷射特性 調變共振腔內之Q值 Q值與腔內的損耗成反比 當增益大於損耗,及有脈衝輸出 主動式Q開關雷射示意圖 Q開關雷射原理 鎖模雷射原理簡介前言 當加工需要更短的脈衝時,鎖模雷射之價值就此體現 鎖模鎖的是縱模(頻域性質),非橫模(光斑空間分部) 厚度100 um之不鏽鋼鑽孔效果 高斯坐標中的雷射橫模分佈圖 雷射共振腔模態(增益頻寬、 縱向模) 模態之相位若模態間有固定的相位關係即為鎖模雷射最小脈衝寬度時間積帶寬(TBP) 鎖模是使得雷射器中振蕩的各縱模相位保持恆定。 縱模相位鎖定後,雷射在時域上是一個光脈衝。 相位鎖定的縱模越多,光脈衝越窄。 Q開關與鎖模雷射的差別 Q開關雷射之脈衝寬度為ns等級,鎖模則為ps至fs等級 Q開關本質上是被調製的連續光(Modulated CW),其縱模相位是隨機的→鎖模脈衝的縱模相位是鎖定的,可通過傅立葉轉換脈衝的頻域→時域 鎖模雷射之重複頻率符合共振腔長 鎖模雷射與主控震盪器的功率放大器MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) :主控振盪器的功率放大器 由種子光源加上放大器之系統,即可稱為MOPA 業界常泛指MOPA為Mode-locked,亦約定成俗 MOPA之Q開關雷射系統架構圖 https://www.steo.com.tw/hot_501912.html 脈衝雷射:Q開關雷射、鎖模雷射 2024-11-11 2025-11-11
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雷射打標生產工藝是廣泛應用的新技術,它是利用適當能量密度、彙聚在工件表面的雷射光束對目標表面掃描,使材料發生物理或化學變化,在表面上形成痕跡,從而形成標記的過程。它具有應用範圍廣、打標速度快、性能穩定、品質高、運行成本低、環境污染小、易於用電腦控制等優點,已經成為雷射重要的應用領域之一。

振鏡掃描式雷射標記技術就是通過控制兩片高速振鏡的偏轉角, 改變雷射的傳播方向, 經過F-Theata透鏡在工件表面的聚焦, 在工件表面作標記。與傳統的標記技術相比, 它具有適用面廣(對不同材料、形狀的加工表面均適合) , 工件無機械變形、無污染、標記速度快、重複性好及自動化程度高等特點, 在工業、國防、科研等許多領域具有廣泛的用途。

雷射打標機範圍擴大,最好解決方法就是動態調焦系統,它是迄今為止要求光斑小、打標面積大的最佳解決方案,它將高速度、靈活性和高達1500x1500mm的打標範圍有機結合起來。

雷射光束經過聚焦鏡後,再經過X和Y振鏡掃描後聚焦在需要打標的工件表面上。如果在座標原點是焦平面,則原點的聚焦光斑最小。當振鏡將雷射光束掃描遠離原點後,則打在工件表面的雷射光束不在焦平面上(該焦平面是球面,但工件表面卻是平面),該處的聚焦光斑就會變大,這樣在整個工件打標平面上的光斑直徑就不一樣,打標的線條寬度也就不一樣。如果在聚焦鏡的前面加一個動態聚焦鏡,當振鏡將雷射光束掃描遠離原點後,通過改變動態聚焦鏡的位置使這時的焦點仍然在工件的表面,則該處的光斑直徑也和原點的光斑直徑一樣大。通過移動動態聚焦鏡,使在所有的打標範圍內的光斑直徑一樣大並且光斑直徑又小,這樣就實現了小光斑、大範圍、高速度的雷射打標機。

動態聚焦掃描頭是專為實現小光斑、大工作範圍和高靈活性的雷射掃描所設計的,在掃描過程中,裝置裡的發散鏡片相對於聚焦鏡片由馬達驅動實現在光軸上動態精准定位。這個過程改變系統總的焦距,並與掃描偏轉鏡片同步工作,因此可以將二維掃描擴展成三維掃描系統。該裝置可以取代二維掃描應用中價錢昂貴的平場物鏡,也可以實現三維光束偏轉掃描系統。適用於CO2、YAG及光纖雷射器。已成熟的應用在多個行業中,最為顯著的特色是速度,也就提高了加工企業的效率。

在各種打標方式中,振鏡式打標因其應用範圍廣,可進行向量打標,也可以標記點陣字元,且標記範圍可調,標記速度也較快,因而成為目前的主流打標方式,並被認為代表了未來雷射打標的發展方向。

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