雷射打標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。
目前,公認的原理有以下兩種:
「熱加工」具有較高能量密度的雷射束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸收雷射能量,在照射區域內產生熱激發過程,從而使材料表面(或塗層)溫度上升,產生變態、熔融、燒蝕、蒸發等現象。
「冷加工」具有很高負荷能量的(紫外)光子,能夠打斷材料(特別是有機材料)或周圍介質內的化學鍵,至使材料發生非熱過程破壞。這種冷加工在雷射標記加工中具有特殊的意義,因為它不是熱燒蝕,而是不產生"熱損傷"副作用的、打斷化學鍵的冷剝離,因而對被加工表面的裡層和附近區域不產生加熱或熱變形等作用。例如,電子工業中使用準分子雷射器在基底材料上沉積化學物質薄膜,在半導體基片上開出狹窄的槽。
雷射打標機按照雷射器不同可分為:燈泵浦YAG雷射打標機、半導體泵浦雷射打標機、光纖雷射打標機、CO2雷射打標機。
燈泵浦YAG雷射打標機,是紅外光頻段波長為1064nm的固體雷射器,一般採用氪燈作為泵浦源的Nd:YAG雷射器。Nd(釹)是一種稀土族元素,YAG代表釔鋁石榴石,作為產生雷射的介質,泵浦源發出特定波長的入射光,促使工作物質發生粒子數反轉,通過能級躍遷釋放出雷射,將雷射能量放大並整形聚焦後形成可使用的雷射束。
半導體泵浦YAG雷射打標機,一般使用波長為半導體雷射二極體(側面或端面)泵浦Nd:YAG介質,使介質產生大量的反轉粒子在Q開關的作用下形成巨脈衝雷射輸出。半導體泵浦雷射打標機與燈泵浦YAG雷射打標機相比有穩定性高、省電、熱效應較低等、電光轉換效率較高、壽命較長等優點,且較易通過採用變頻技術生成綠光、紫外等雷射打標機,是目前市場的主流機型。
光纖雷射打標機,一般採用光纖雷射器作為雷射光源,整機壽命在10萬小時左右,相比其他類型雷射打標機壽命更長、光束質量更好,電光轉換效率在28%以上,相對於其他類型雷射打標機2%-10%的轉換效率優勢很大,在節能環保等方面性能卓著,但由於目前我國光纖雷射器技術尚未成熟,其價格相對較高。
CO2雷射打標機,CO2雷射器是遠紅外光頻段波長為10.6μm的氣體雷射器,採用CO2氣體充入放電管作為產生雷射的介質,當在電極上加高電壓,放電管中產生輝光放電,就可使氣體分子釋放出雷射,將雷射能量放大後就形成對材料加工的雷射束,適合皮革、塑料等非金屬材料的標刻。