3 种常见的激光打标系统类型

掩模模式激光打标系统

掩模模式激光打标也称为投影打标。掩模模式激光打标系统由激光器、掩模板和成像透镜组成。它的工作原理是将望远镜扩大后的激光束均匀地投射在预先制作好的掩膜板上，光线从雕刻部分透射出来。掩模上的图案通过镜头成像到工件（焦平面）上。通常每个脉冲可以形成一个标记。被激光照射的材料表面迅速加热蒸发或产生化学反应，发生颜色变化，形成清晰可辨的标记。掩模模式打标一般采用CO2激光器和YAG激光器。掩模模式打标的主要优点是一个激光脉冲一次可以产生一个包括多个符号的完整标记，因此打标速度快。对于大批量产品，可以直接在生产线上打标。缺点是打标灵活性差，能源利用率低。

阵列激光打标系统

阵列激光打标系统使用多个小激光器同时发射脉冲。通过反射镜和聚焦透镜后，几个激光脉冲在标记材料表面烧蚀（熔化），形成大小和深度均匀的小凹坑。每个字符，图案都是由这些小的圆形黑坑组成，一般横笔画5个点，竖笔画7个点，从而形成一个5×7的阵列。阵列打标一般采用低功率射频激发CO2激光器，其打标速度可达6000个字符/s，是高速在线打标的理想选择。它的缺点是只能标记点字符，只能达到5×7。

扫描激光打标系统

扫描激光打标系统由计算机、激光器和XY扫描机构三部分组成。它的工作原理是将要标记的信息输入计算机。计算机根据预先设计的程序控制激光和XY扫描机构，使特殊的光学系统变换高能激光光斑在加工表面扫描移动形成标记。

通常X-Y扫描机构有两种结构形式：一种是机械扫描式，另一种是振镜扫描式。

1. 机械扫描。

机械式扫描打标系统不是利用反射镜的变化角度来移动光束，而是利用机械方法平移反射镜的XY坐标来改变激光束对工件的位置。该打标系统的XY 扫描机构通常用绘图仪进行修改。其工作过程：激光束通过反射镜和转向光路，然后通过光笔（聚焦透镜）的作用照射到被加工工件上。绘图仪的笔臂只能承载镜子，沿X轴方向来回移动；光笔及其上镜（两者固定在一起）只能沿Y轴方向移动。在计算机的控制下（一般通过并口输出控制信号），光笔在Y方向的运动和笔臂在X方向的运动，可以使输出的激光到达平面上的任意一点，从而标记任何图形和文本。

2. 振镜扫描型。

振镜扫描打标系统主要由激光器、XY偏转镜、聚焦透镜、计算机等组成。它的工作原理是激光束入射到两个反射镜（振镜）上，反射镜的反射角度由计算机控制。两个反射镜可分别沿X轴和Y轴进行扫描，从而实现激光束的偏转，使一定功率密度的激光聚焦点按要求在打标材料上移动，从而留下一个材料表面的永久性标记。聚焦点可以是圆形或矩形。

在振镜激光打标系统中，可以使用矢量图形和文字。该方法采用计算机中图形软件的图形处理方法。具有绘图效率高、图形精度好、不失真等特点。大大提高了激光打标的质量和速度。同时，振镜打标也可以采用点阵打标方式。这种方法非常适合在线打标。根据不同速度的生产线，可以使用一台扫描振镜或两台扫描振镜。与阵列式打标相比，可以打标更多的点阵信息，在汉字打标方面具有更大的优势。

振镜扫描激光打标系统一般采用连续光泵，工作波长为1.06μm的Nd:YAG激光器。输出功率为 10 至 120 W。激光输出可以是连续的或 Q 开关的。研制的射频激发CO2激光器也用于振镜扫描激光打标机。

振镜扫描式打标可用于矢量打标和点阵打标，因其适用范围广，打标范围可调，响应速度快，打标速度高（每秒可打几百个字符）的优点打标质量高、光路密封性能好、环境适应性强的激光打标机已成为主流产品，被认为代表了激光打标机未来的发展方向，具有广阔的应用前景。

用于打标的激光器主要有Nd:YAG激光器和CO2激光器。 Nd:YAG激光器产生的激光可以很好地被金属和大多数塑料吸收，其波长短（1.06μm）和聚焦光斑小，最适合在金属和其他材料上进行高清打标。 CO2 激光器产生的激光波长为 10.6 μm。木制品、玻璃、聚合物和大多数透明材料具有良好的吸收效果，因此特别适用于非金属表面的打标。

Nd:YAG激光和CO2激光的缺点是材料的热损伤和热扩散严重，热边缘效应经常使标记模糊。相比之下，用准分子激光器产生的紫外光进行打标时，材料不加热，仅材料表面蒸发，在表面组织上产生光化学效应，在材料表面留下标记.因此，在使用准分子激光打标时，标记的边缘非常清晰。由于材料对紫外光的吸收量大，激光对材料的作用只发生在材料的最外层，对材料几乎没有燃烧损伤，所以准分子激光更适用于材料的标记。