激光被應(yīng)用于從傳感器、測(cè)量?jī)x器到大型加工機(jī)器等各種設(shè)備 中。但是，激光根據(jù)其波長(zhǎng)的不同，可以分為多種類型，并分別 具備各自的“特性”。我們應(yīng)根據(jù)不同的使用目的對(duì)激光加以區(qū) 別使用，因此，了解激光的“特性”就顯得尤為重要。 在“基礎(chǔ)篇”中，我們將為您詳細(xì)闡述到底什么是激光，激光是 如何形成的，以及它們分別所具備的特性。

什么是光？

什么是光

光是“電磁波”的一種?！半姶挪ā贝嬖诓ㄩL(zhǎng)這一標(biāo)準(zhǔn)，波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分別被稱為電波、紅外線、可見光、紫外線、 X 射線、 Y 射線等。

什么是顏色？

當(dāng)射到物體上的光有一部分波長(zhǎng)無法被物體吸收而被反射回來，并被人眼（視網(wǎng)膜）接收到時(shí)，這種波長(zhǎng)就被我們感知為物 體的“顏色”。根據(jù)波長(zhǎng)不同，光的折射率也會(huì)有所變化，因此光呈發(fā)散狀態(tài)。其結(jié)果就是，我們能夠感知到各種各樣不同的“顏 色”。例如紅色的蘋果（當(dāng)人眼接收到包含紅色特定波長(zhǎng)光線的白晝光時(shí)）僅反射紅色波長(zhǎng)的光（600 至 700 nm） ，其他波長(zhǎng)的 光均被其吸收?！谏矬w可以吸收所有的光，因此看上去呈黑色。

什么是可見光？

電磁波中人類肉眼可感知的波長(zhǎng)范圍被稱為“可見光”?？梢姽獾亩滩ㄩL(zhǎng)約為360 至400 nm， 長(zhǎng)波長(zhǎng)約為760至830 nm，如果波長(zhǎng)超出“可見光”的波長(zhǎng)范圍（更短或更長(zhǎng)），就超出了人眼所能夠感知的范圍。

什么是激光？

什么是激光？

普通光（燈光等）與激光存在如下區(qū)別。 激光發(fā)出具有高方向性的光束，即組成的光波在一條直線上傳播，不會(huì)擴(kuò)散。普通的光源發(fā)出的光波會(huì)朝各個(gè)方向擴(kuò)散。激光 束內(nèi)的光波都是相同顏色的（此性質(zhì)叫單色性）。普通的光（比如熒光燈管發(fā)出的光）一般來說是幾種顏色的光混合后表現(xiàn)為白 色。當(dāng)激光束內(nèi)的光波傳播時(shí)，它們以完全同步的波峰和波谷發(fā)生振蕩，這種特性叫做相干性。當(dāng)兩個(gè)激光束相互重疊時(shí)，每個(gè) 光束的波峰和波谷只會(huì)相互加強(qiáng)，產(chǎn)生一個(gè)干涉圖。

激光的語(yǔ)源

LASER 是由英文“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” 的各單詞首字母組成的縮寫詞，意思是“通過受 激發(fā)射光擴(kuò)大”。

激光的原理

原子（分子）從外部吸收能量后，從下準(zhǔn)位（低能級(jí)狀態(tài)）躍遷至上準(zhǔn)位（高能級(jí)狀態(tài)）。這種狀態(tài)被稱為受激狀態(tài)。 受激狀態(tài)是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，將會(huì)很快返回至低能級(jí)狀態(tài)。這一行為被稱為“躍遷”。 此時(shí)會(huì)輻射出相當(dāng)于躍遷能量的光。這種現(xiàn)象被稱為自發(fā)發(fā)射。輻射出的光碰撞到同樣處于受激狀態(tài)的其他原子，也會(huì)激勵(lì)其 發(fā)生相同的躍遷。這種受到誘導(dǎo)而輻射出的光稱為受激發(fā)射。

關(guān)于激光振蕩（CO2氣體激光器）

振蕩環(huán)境

持續(xù)從外部施加能量，使處于上準(zhǔn)位的原子數(shù)量較下準(zhǔn)位的原子數(shù)量多，能夠促使激光振蕩。這種狀態(tài)被 稱為反轉(zhuǎn)分布。

構(gòu)造

氣體激光振蕩器由可引起必要放電的電極（為了讓封入的氣體引起反轉(zhuǎn)分布）和電極管兩側(cè)的光學(xué)共振器組成。

振蕩原理

額定電流在激光管內(nèi)放電后，管內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的等離子體，這些等離子體與原子碰撞后呈受激狀態(tài)。光在由 一組相對(duì)于激光波長(zhǎng)具有極高反射率的反光鏡所構(gòu)成的光學(xué)共振器之間來回反射并被放大，反光鏡一側(cè) 的光被反射到反射率約為 99% 的輸出鏡上，激光便射向外部。

什么是激光加工？

激光加工的定義

如果使高能量的激光束集中射出，焦點(diǎn)位置的能量密度將達(dá)到非常高的程度。該光束照射到被加工物體上時(shí)，能量會(huì)被加工物 體吸收而使局部溫度急劇上升。激光加工就是利用該熱能的一種加工方式。

表面溫度和能量密度

激光處理的類型

激光的種類

各個(gè)波長(zhǎng)的特性

波長(zhǎng) : 10600 nm

CO 2 激光的波長(zhǎng)比YAG、 4 或光纖激光的波長(zhǎng)長(zhǎng)十倍。這是在被廣泛應(yīng)用的工 YVO 業(yè)激光中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的。顧名思義，是用 CO 2 氣體作為激光介質(zhì)激發(fā)而產(chǎn)生。

• 10600nm波長(zhǎng)區(qū)域激光的典型特性
• 不被金屬所吸收
• 會(huì)由于長(zhǎng)波長(zhǎng)傳熱而導(dǎo)致對(duì)象物體融化或燃燒。
• 可加工玻璃和 PET 等透明物體。
• CO 2 激光相對(duì)于基本波長(zhǎng)的激光很難實(shí)現(xiàn)樹脂的顏色反差印刷。 #### 波長(zhǎng) : 1064nm IR 是 Infrared Ray （ 紅外線）的縮寫，其波長(zhǎng)是激光加工中用途最廣的波 IR 長(zhǎng)。顧名思義，IR 是紅色以外的區(qū)域的光譜，(也就是說)， 的波長(zhǎng)大于 780 nm 并且無法用肉眼看到。但不等于 IR 就是 1064 nm.?

1064 nm 波長(zhǎng)區(qū)域激光的一般特性
* 加工應(yīng)用范圍廣泛——從樹脂到金屬
* 無法加工透明物體，例如玻璃，因?yàn)榧す馊菀状┻^這些物體。
* 很容易使樹脂變色

波長(zhǎng) : 532 nm

二倍頻（SHG）激光的波長(zhǎng)是標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)（1064 nm） 的一半。 532 nm 位于 可見光譜內(nèi)，呈綠色。波長(zhǎng)的產(chǎn)生過程是，發(fā)射 1064 nm YVO 波長(zhǎng)的光，通過非線性晶體，使波長(zhǎng)減少一半。 4 介質(zhì)常被使用的 原因，是因?yàn)槠涔馐匦赃m合進(jìn)行復(fù)雜，精細(xì)的加工。

532 nm 波長(zhǎng)激光的典型特性
* 能被各種材質(zhì)所吸收，包括反射率很高的金，銅也可以輕易的加工。
* 由于擁有比IR激光更小的射束點(diǎn)，因此可進(jìn)行精細(xì)加工。
* 一般不能加工透明物體。

波長(zhǎng) : 355 nm

三倍頻（THG）激光的波長(zhǎng)是基本波長(zhǎng) 1064 nm 的三分之一，位于光的紫外線（UV）區(qū)域。使用 YVO 4 YAG 激光器產(chǎn)生基本波長(zhǎng)，然后通過非線性晶體的轉(zhuǎn)換，波長(zhǎng)減少至 532 nm，再經(jīng)過第二個(gè)非線性 晶體，將波長(zhǎng)降至 355 nm。

355 nm波長(zhǎng)激光的典型特性
大多數(shù)材料都對(duì)其都具有極高的吸收率，且不會(huì)發(fā)生過多熱量。
非常小的射束點(diǎn)使超精細(xì)加工成為可能。
其高吸收率會(huì)影響到光學(xué)晶體，它比其他波長(zhǎng)的激光需要消耗更多的維護(hù)成本和消耗品。

刻印的方法

反射、吸收和透過

顏色的影響

刻印的種類

刻印的原理大致可分 4種

樹脂發(fā)色的方法

發(fā)色的原理主要可分為以下4種。