激光标刻技术原理及应用
激光雕刻
如使用的是激光板雕刻效果会非常好，有很明显的对比和清晰的边缘。当使用表面较薄的机械板时，雕刻效 果同激光板无太大的区别，仔细看可能边缘不象激光板那样清晰。用户一般不要使用表面较厚的那种机械板，否 则就要将激光功率调得小些，可重复雕刻以昼清除底面，最后的效果可能不会太好。在对比度较大的双色板（如 黑白板）上，可设计雕刻灰度图像。在大量雕刻后双色板本身可能会有些变形，可用热水加热后用手扳平。
主要功能
01
总述
02
点阵雕刻
04
雕刻速度
06
光斑大小
03
矢量切割
05
雕刻强度
总述
使用激光雕刻和切割，过程非常简单，如同使用电脑和打印机在纸张上打印。您可以在 Win98/Win2000/WinXP环境下利用多种图形处理软件，如CorelDraw等进行设计，扫描的图形，矢量化的图文及 多种CAD文件都可轻松地“打印”到雕刻机中。不同之处是，打印将墨粉涂到纸张上，而激光雕刻是将激光射到 木制品、亚克力、塑料板、金属板、石材等几乎所有的材料之上。
包装应用
包装应用
纸箱包装行业在沿海地区，特别是在珠江三角洲地区是一个成熟的行业，与国际最先进生产技术最为接近， 纸箱包装行业规模以上生产，在珠江三角地区起步于八十年代初期，比内地晚10－20年。珠三角地区纸箱包装行 业成熟于九十年代中期，历经十五年高速发展主要有港商、台商、本地企业家大胆引进国外瓦楞纸板生产线和纸 箱生产线，通过引进吸收消化直至完全掌握国外先进生产技术。珠三角瓦楞纸箱生产对我国整个纸箱生产加工技 术，做出了巨大的贡献。长三角州地区起步较早，真正发展起来要晚于珠三角，由于借鉴了珠三角成功发展的经 验，少走了不少的弯路。珠三角和长三角瓦楞纸箱包装行业生产总量占全国纸箱包装60%以上，生产技术也相对 领先。
激光刻蚀的原理及应用
激光刻蚀的原理及应用一、激光刻蚀的原理激光刻蚀是一种常用的微纳加工技术，利用激光的高能量密度和高光纯度，通过短时间内的局部加热和蒸发来刻蚀材料表面。
其原理可总结为以下几点：1.能量浓缩：激光束能量经过透镜或其他光学装置的聚焦，使得能量在一定焦点处集中，达到高能量密度。
2.光与物质相互作用：激光束照射到材料表面时，光被材料吸收，能量被传递到材料中。
3.能量转化：被吸收的光能转化为材料内部分子或结晶的热运动能量，导致其温度升高。
4.热膨胀和蒸发：材料在高温作用下发生热膨胀和表面蒸发，局部材料被气化或剥离。
5.刻蚀效应：经过多次激光的照射，材料的表面被不断剥离，形成所需的刻蚀效果。
二、激光刻蚀的应用激光刻蚀技术具有高精度、高效率和非接触等优点，因此被广泛应用于多个领域。
以下是一些激光刻蚀的典型应用：1. 微电子制造激光刻蚀技术在微电子制造中发挥着关键作用。
通过激光刻蚀，可以在芯片表面精确地形成电路、通孔等微结构，用于制造集成电路、硅芯片和微电子器件。
2. 纳米加工激光刻蚀可用于纳米加工，通过对纳米材料进行局部处理，实现纳米结构的制备。
例如，在纳米光子学领域，可以使用激光刻蚀技术制备纳米光学器件，如纳米光波导、纳米阵列等。
3. 生物医学在生物医学领域，激光刻蚀技术可以用于生物芯片的制作。
通过激光刻蚀，可以在芯片表面形成微小阵列，用于细胞培养、蛋白质分离等应用。
4. 光学元件制造激光刻蚀可以制造光学元件，如光纤耦合器、光学波导、光栅等。
通过激光刻蚀技术，可以实现对光学材料的精密加工，制备出具有特定功能和性能的光学元件。
5. 微机电系统制造微机电系统（MEMS）是一种结合微电子技术和机械工程技术的新型集成器件。
激光刻蚀技术在MEMS制造中起着重要的作用，用于制造微马达、压力传感器、加速度计等微型机械结构。
6. 表面处理激光刻蚀可用于表面处理，改变材料表面的形貌和性质。
例如，在材料加工中，激光刻蚀可以用于提高材料的附着性、耐磨性和耐腐蚀性。
激光刻蚀是什么原理的应用
激光刻蚀是什么原理的应用概述激光刻蚀是一种先进的加工技术，通过激光束的高能量聚焦和高速扫描，将材料表面的一部分蒸发或氧化，从而实现对材料的刻蚀。
该技术融合了光学、光子学、材料科学等多个领域，被广泛应用于微电子制造、材料加工、生物医学等领域。
原理激光刻蚀的原理基于激光与材料相互作用的物理过程。
当激光束照射到材料表面时，激光能量被材料吸收，使材料温度升高。
一旦材料温度超过其熔点或汽化温度，就会发生蒸发或氧化，从而形成刻蚀。
激光束的聚焦和高速扫描可以实现精细刻蚀，使刻蚀的深度和形状得以精确控制。
应用激光刻蚀技术在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了一些主要的应用领域：1.微电子制造：激光刻蚀技术是微电子制造中常用的工艺之一。
它可以用于制造集成电路、光电子器件等微观元件。
激光刻蚀能够实现高精度、高效率的微细加工，可以提高电子器件的性能和可靠性。
2.材料加工：激光刻蚀可以用于各种材料的刻蚀和修剪。
例如，它可以在陶瓷材料上实现精细刻蚀，制造出各种功能陶瓷器件。
在金属材料加工中，激光刻蚀可以用于制造微孔、微槽等结构。
3.生物医学：激光刻蚀技术在生物医学领域有着广泛的应用。
它可以用于制造微流控芯片、生物芯片等生物医学器件。
激光刻蚀技术可以实现高精度的微细加工，可以制造出具有复杂结构的生物芯片。
4.激光标记：激光刻蚀技术可以用于在各种材料上进行标记。
通过调节激光的功率和扫描速度，可以实现不同深度和形状的标记。
这种标记方式具有高精度、高耐久性和不易褪色的特点，广泛应用于制造业和雕刻业。
5.光学制造：激光刻蚀技术在光学制造领域有着重要的应用。
它可以用于制造光学元件，如透镜、棱镜等。
通过精确控制激光的刻蚀深度和形状，可以实现高精度的光学加工，提高光学元件的性能。
总结激光刻蚀技术是一种重要的加工技术，它基于激光与材料相互作用的物理过程，通过激光束的高能量聚焦和高速扫描实现对材料的刻蚀。
该技术已广泛应用于微电子制造、材料加工、生物医学等领域，并在这些领域取得了重要的进展。
激光打标量具刻度——速度、精度、长久性兼得
激光打标量具刻度——速度、精度、长久性兼得佛山市富兰激光科技有限公司简称：富兰激光刻度是量具和仪表等上面所刻的表示量值大小的记号和这些记号的总称。
是我们生活中常见的一种物品，比如：刻度尺（直尺、钢尺、卷尺、游标卡尺、千分尺、螺旋测微器等）、刻度表、刻度盘、刻度瓶等测量工具。
它是测量物体的长宽高、液体的容量的重要衡量工具。
它能满足物理、化学、医学的实验需求，也是科学研究、建屋量地、造物制衣中必不可少的测量工具。
由此可见，刻度的应用涉及到社会生活的方方面面。
传统的刻度加工方式主要是手工雕刻和油墨印刷，但随着刻度测量工具的应用范围不断扩大，使用材料不断多样化，传统的加工方式不仅难以保证刻度数字的长久性、精准性，也无法跟上其加工节奏。
所以，采用具备精度、速度、标记具有长久性共存的激光打标机标刻量具刻度，其精度与加工速度上升了几个层次。
激光打标机（laser marking machine）也称作：激光喷码机、激光刻字机、激光机、镭雕机、镭射机、激光打码机、激光雕刻机、激光标记机、激光标刻机、激光镭雕机、激光镭射机、激光打号机等。
激光打标刻度的原理：由激光器发出的激光经过一系列的处理，经透镜聚焦后将能量高度集中在一个很小的范围，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。
根据材料性质的不同（如熔点、沸点、产生化学变化的温度），工件将会发生一系列的物理或化学变化，比如融化、气化、生成氧化物、变色等等。
这就是激光加工的原理。
激光打标刻度的优势：1、刻度具有永久性：激光打标出来的标记不容易仿制和更改，标记也不会因环境关系（触摸、酸性及碱性气体、高温、低温等）而消退。
2、非接触性加工：激光标刻是以非机械式的"光刀"进行加工，可在任何规则或不规则表面打印标记，且打标后工件不会产生内应力，保证工件的原有精度，对工作表面不产生腐蚀，无"刀具"磨损，在机器刻度和螺旋刻度的雕刻具有优势。
激光打刻原理
激光打刻原理激光打刻是一种利用高能激光束对物体表面进行加工的技术。
它通过将激光束聚焦到非常小的点上，使其能量密度达到足够高的水平，从而改变物体表面的性质。
激光打刻广泛应用于工业制造、艺术设计和个性化定制等领域。
激光打刻的原理是利用激光束的高能量和高稳定性。
激光是指一种能量非常集中的光束，它由光源发出，并通过光学系统进行聚焦，最后照射到物体表面。
激光打刻主要有两种方式：直接打刻和间接打刻。
直接打刻是将激光束直接照射到物体表面，通过激光的高能量将物体表面的材料蒸发、烧蚀或氧化，从而在物体表面形成可见的刻痕。
这种方式适用于金属、塑料、玻璃等材料的打刻，可以实现高精度的图案和文字刻印。
间接打刻是将激光束通过中介物来打刻物体表面。
常见的中介物有涂层剂、膜层、油墨等。
激光束照射到中介物上，通过中介物的吸收、反射或传导，将激光能量传递到物体表面，从而实现打刻效果。
这种方式适用于一些不适合直接打刻的材料，如玻璃、陶瓷等。
激光打刻的关键技术是激光束的聚焦和控制。
聚焦是指将激光束聚集到非常小的点上，使其能量密度达到打刻所需的水平。
这通常通过透镜、反射镜等光学元件来实现。
控制是指对激光束的功率、速度和轨迹进行精确控制，以实现所需的打刻效果。
这通常通过计算机和控制系统来实现。
激光打刻具有许多优势。
首先，它可以实现非常精细的刻痕和图案，具有很高的分辨率和准确性。
其次，激光打刻无接触加工，不会对物体表面产生力和热影响，避免了变形和损伤。
此外，激光打刻速度快，效率高，可以实现批量生产和自动化生产。
激光打刻在许多领域都有广泛应用。
在工业制造中，它常用于雕刻金属件的标识、切割塑料件的孔洞和刻线，以及加工电子元器件的微细结构。
在艺术设计中，激光打刻可以在木材、皮革、纸张等材料上刻画出精美的图案和文字。
在个性化定制中，激光打刻可以实现个人姓名、照片等个性化信息的刻印。
激光打刻利用高能激光束对物体表面进行加工，通过激光的高能量和高稳定性，实现对物体表面的刻痕和图案的形成。
激光原理及应用ppt课件
激光调制前
激光调制后
4.机械运动系统
• 基片送入后，高精度伺服电机在微机的控制下转动振镜的角度；
• 激光束通过扫描镜的反射，由f-θ场镜聚焦到基片的边缘位置上；
• 在微机上通过专用的控制软件输入总的清边面积、激光束的行走速度 和需要重复的次数；
E2
E2
E1
E1
自发辐射跃迁
自发辐射光子
c. 受激辐射（激光）: 当频率为=ν（E2-E1）/h的光子入射时，会引发粒子以一定的概率，迅 速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都 相同的光子。
E2
E2
入射光子
E1
E1
受激辐射光子 入射光子
受激辐射跃迁 3-2 粒子数反转
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
4.重叠率计算——Overlap
全反光镜
反光镜： （越75%
）
Shutter
激光器外形 接光纤
Q-Switch
晶体腔
功率计
激光器内部分解图（P4）
Q-Switch 半反镜
晶体腔 光纤耦合器
镜头聚焦原理——凸透镜
激光刻划原理——以P1为例
光斑
1.Beam Shaping （激光束形状）
• 一般的激光都为高斯分布的波形，即高斯光束，为实现特殊的制程需求，需要转变 成为扁平式波形的平顶光束，即Top Hat，通过透镜组改变光束质量和形状产生。
激光打标工艺
激光打标工艺激光打标工艺是一种利用激光束将标记刻在不同材料表面上的加工技术。
随着科技的不断发展，激光打标技术在工业生产中得到了广泛应用，成为一种高效、精确且环保的标记方法。
本文将介绍激光打标工艺的原理、应用领域以及优势。
激光打标是通过激光束对工件表面进行氧化、蒸发或烧蚀等方式，将图案、文字或二维码等标记刻在材料表面上。
激光打标的原理是利用激光的高能量密度和高单色性，使其能够准确、快速地对材料进行加工，实现精细的标记效果。
不同的激光源（如CO2激光、光纤激光等）可以应用于不同的材料和标记要求，具有很高的灵活性和适用性。
激光打标工艺在很多领域都有广泛的应用，比如电子、汽车、医疗器械、日用品等。
在电子行业，激光打标可以用于标记电路板、芯片和各种电子元件，实现追踪和管理。
在汽车行业，激光打标可以用于标记零部件、车身和车窗玻璃，提高产品的防伪性和美观度。
在医疗器械行业，激光打标可以用于标记手术器械、医疗包装和药品瓶，确保产品的安全和质量。
与传统的标记方法相比，激光打标具有许多优势。
首先，激光打标是一种非接触式加工，不会损坏材料表面，保持了材料的完整性和光洁度。
其次，激光打标具有高精度和高速度的特点，可以在短时间内完成复杂的标记任务，提高了生产效率和产品质量。
此外，激光打标可以实现永久性标记，不易被磨损和褪色，具有很好的耐久性和稳定性。
总的来说，激光打标工艺是一种先进的加工技术，具有广泛的应用前景和市场需求。
随着激光技术的不断进步和创新，激光打标将在更多领域发挥重要作用，推动工业生产的发展和升级。
希望通过本文的介绍，读者可以更加了解激光打标工艺的原理和优势，为未来的应用和研究提供参考。
激光光刻机技术的创新与应用
激光光刻机技术的创新与应用激光光刻机技术是一种以激光为光源的制造工艺，广泛应用于微电子、光电子、半导体和集成电路等领域。
它以高能激光束为基础，通过光刻光阻材料的显影、光刻胶的固化和硅片的蚀刻等步骤，将图形图像准确地转移到硅片表面，实现微细图形的制作。
这项技术在科技革命的推动下不断创新和应用，成为电子工业发展的重要支撑之一。
一、激光光刻机技术的原理与特点激光光刻机技术采用了高能激光光束，具有独特的原理和特点。
首先，激光光源具有高聚焦度，可以达到微米级的分辨率，实现精确的图形转移。
其次，激光光刻机具有高速度和高效率的特点，能够实现大规模生产。
最后，激光光刻机对于材料的要求相对较低，可以处理多种不同类型的材料，如硅片、玻璃和陶瓷等。
二、激光光刻机技术的创新应用2.1 微电子领域：激光光刻机技术在微电子领域的应用非常广泛。
它可以制作微型电路、微处理器和微芯片等微电子元件。
通过激光光刻机技术，可以实现微米级的精度和高密度的电路布局，提高电子设备的性能和可靠性。
2.2 光电子领域：激光光刻机技术在光电子领域的应用主要体现在光通信和光存储领域。
通过激光光刻机技术，可以制作高精度的光纤光耦合器件，提高光通信的传输效率和容量。
同时，激光光刻机技术还可以制造高密度的光盘和光存储器件，实现海量数据的存储和传输。
2.3 半导体领域：激光光刻机技术在半导体领域的应用主要体现在晶体管和太阳能电池等领域。
通过激光光刻机技术，可以制作高精度的晶体管器件，提高集成电路的性能和可靠性。
同时，激光光刻机技术还可以制造高效率的太阳能电池，提高太阳能的转化效率。
三、激光光刻机技术的发展趋势激光光刻机技术在不断创新和发展中，具有以下几个发展趋势。
3.1 高功率和高能量：随着激光光刻机技术的不断发展，激光光源的功率和能量的提高成为一种趋势。
高功率和高能量的激光光束可以实现更高的分辨率和更精细的图形转移。
3.2 多波长和多光束：随着多波长和多光束激光技术的发展，激光光刻机可以实现多种波长和多个光束的工作模式。
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激光二极管Bar条，一个Bar条上有 四个激光二极管阵列
泵浦腔内的三个激光二极管Bar条 两两之间呈120°，围绕着激光棒， 阵列安装在长的散热结构上，并使用 了一些圆柱光器件，使阵列与激光晶 体有一定的间隔。用石英套包住激光 棒，采用液冷方式。
吸
发
收
射
峰
峰
波长 Nd3+：YAG吸收谱
波长 LD激光器发射谱
电脑、手机配件打标
产品展 示
谢谢观看！
工作物质
是指用来实现粒子数反 转并产生光的受激辐射
• YAG，是钇铝石榴石的简 称，化学式为Y3Al5O12
放大作用的物质体系，
有时也称为激光增益媒
质，它们可以是固体
（晶体、玻璃）、气体
（原子气体、离子气体、
分子气体）、半导体和
液体等媒质
泵浦源
• 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数 反转而提供能量来源的机构或装置。
特点
E2
hν =E2-E1
E1
频率(波长),相位,偏振,传播方向是任意的
t
受激辐射
在原子模型
在能级模型 E2
E1
·可以控制
特征
·跟入射光频率(波长)、相位、偏振、传播方向一致
激光和普通光的根本差异
激光 :受激被放大的光 普通光 :自发辐射光
（1） 一般物质处在低原子能级的粒子较多；而处在高能 级的粒子较少，且易于自发辐射放出光子，回到低能级。
激光打印机分类
按照激光器不同可分为： CO2激光打标机，半导体激光打标机， YAG激光打标机，纤激光打标机。
按照激光可见度不同分为： 紫外激光打标机（不可见）绿激光打标机（可见激光） 红外激光打标机（不可见）
各种打标机标记范围
▼CO2激光打标机：主要用于非金属（木头、亚克力、纸张 、 皮革等），价格便宜。 ▼灯泵YAG激光打标机：主要用于金属、塑胶等低要求产品， 激光打标机价格适中。 ▼绿激光打标机、紫外激光打标机：主要用于高端极精细IC等 产品。价格较高，产品定制为主。 ▼半导体侧泵激光打标机：与灯泵YAG激光打标机使用面相同， 但较稳定，价格适中。 ▼半导体端泵激光打标机：与灯泵YAG激光打标机使用面相同， 稳定且省电，但用于高端产，价格较高。 ▼光纤激光打标机：打标精细、省电、免维护，用于手机、按 键等高端产品。价格高。
声光效应
• 当超声波在介质中传播时，将引起介质的 弹性应变作时间上和空间上的周期性的变 化，并且导致介质的折射率也发生相应的 变化。当光束通过有超声波的介质后就会 产生衍射现象，这就是声光效应。
声光衍射
由于应变而引起的介质折射率
的变化由下式决定
1 n2
PS
式中，n为介质折射率，S为
应变，P为光弹系数。通常，
激光标刻技术原理及应用
前言
• 激光打标是目前国际上工业产品标记的最先进 技术，己经日益成为一种有效的标记加工方法， 激光具有很好的单色性,相干性,方向性,能在很 小的面积中积聚很高的能量密度,特别适用于材 料加工。激光标刻是利用高能量密度的激光对 工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜 色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一 种打标方法。
硬件组成
1.激光头 2.主控机箱 3.制冷机 4.工作机架
内部结构
扩
输
束 倍频
出
镜 晶体
镜
LD 模块
声 光
Q 开 关
小 LD 全孔准 反光直 镜阑光
LD侧泵全固体激光器的实物图
工作原理
工作物质 泵浦源
扩束 镜
X振鏡 场镜
光的产生
原子模型
经典原子模型
吸收
能级模型
辐射
E2 E1
自发辐射
激 励 作 用
目录
➢激光标刻技术简介 ➢激光打标机设备及其组成 ➢激光打标机原理 ➢激光打标机种类及其应用 ➢激光打标机控制软件介绍
激光标刻演示
激光标刻产品展示
激光打标机的性能特点
1.稳定性好 2.输出效率高 3.精度高 4.能耗低且无耗材
激光打印机设备
ZENITH®50SY 侧泵浦激光打标机
激光器性能指标
（2） 某些特殊物质当原子受激跃迁，可在高能级上停留 暂短时间，从而可在高能级上实现粒子数反转。
（3）实现粒子数反转的高能级上的粒子, 在光子诱导下一 致受激辐射实现光放大，且光子的频率.方向和相位都 是一致的。
激光器原理
工作物质粒子数反转分布 激光振荡
聚
工作物质
光
谐
腔
振
腔
泵浦源
电源
（1）工作物质——可实现粒子数反转并产生 受激辐射; （2）泵浦源——为实现粒子数反转提供能量; （3）光学谐振腔——产生激光的外在条件， 具有正回馈和选模的作用。
以输出波长为808nm的LD泵浦Nd3+：YAG晶体为例,Nd3+对 808nm光吸收效率最好，当LD发出808nm近红外光时，Nd3+： YAG能很好的将其吸收，从而形成大量反转粒子数。
声光盒
美国NEOS公司生产 型号:32027-100-7
技术指标及参数：
介质材料： 石英晶体
适合激光波长：1064nm
P和S为二阶张量。
在xy平面内离出射面很远一
点处的衍射光叠加结果为
E A
e dy b
2
itk0n y,t Lk0 ysin
b 2
一级衍射光的衍射效率为
sin2
0
M 2 LPS 2H
激光打标机振镜
打标控制系统
EzCad2.5 软件功能 • 自由设计所要加工的图形图案 • 灵活的变量文本处理，加工过程中实时改变文字,
透过率：
>99％
驻波比：
1.2 ：1
工作水温： ≤30℃
驱动频率： 27MHz
通光口： 5mm
偏转角：
5mrad
调Q的基本原理
调Q技术就是通过某种方法使腔的Q值 随时间按一定程序变化的技术。在泵浦 开始时使腔处在低Q值状态，即提高振 荡阈值，使振荡不能生成，上能级的反 转粒子数就可以大量积累，当积累到最 大值（饱和值）时，突然使腔的损耗减 小，Q值突增，激光振荡迅速建立起来， 在极短的时间内上能级的反转粒子数被 消耗，转变为腔内的光能量，在腔的输 出端以单一脉冲形式将能量释放出来， 于是就获得峰值功率很高的巨脉冲激光 输出。
可以直接动态读写文本文件和Excel文件。 • 兼容常用图像格式（bmp,jpg,gif,tga,png,tif等） • 兼容常用的矢量图形（ai,dxf,dst,plt等） • 多种控制对象，用户可以自由控制系统与外部设
备交互 • 支持动态聚焦（3轴加工系统）
软件界面
在工作区绘制 打标图案
点击 开始打标
获得认证：CDRH、 CE、UID 激光器：二极管泵浦的Nd:YAG 激光波长：1064 nm 平均功率：50 W 运转模式：Q - Switched Q开关频率：2 kHz到50 kHz 打标速度：0.5到5000 mm/sec. 打标区域：根据透镜可选 输入电压：110 VAC或220 VAC， 50 - 60 Hz 用电功率：2.2 kW 内部冷却水需求量：6.8升蒸馏水 外部冷却水：没有要求