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紫外激光器与红外激光器在加工上原理有什么不同?

来源:深圳市镭康机械设备有限公司发表时间:2017-07-07

紫外激光器红外激光器是运用的最广泛的两种激光器,那么这两种激光器的加工有何区别呢?较高要求的激光打标应该如何选择呢?


激光器

紫外激光器

红外激光器

波长

短(266纳米,355纳米)

长(1064纳米)

光束质量

一般

单光子能量

加工原理

由于单光子能量大,紫外激光直接打破材料分子化学键产生刻蚀(冷加工)

由于单光子能量小,红外激光振动材料分子产生热作用,使材料先溶解再挥发,产生刻痕(热加工)

加工材料

基本所有材料都吸收紫外,加工材料范围宽

部分材料不吸收红外,因此加工材料范围有限

加工线宽

细(10μm

宽(>20μm

热影响区

紫外激光打标机

红外打标


红外YAG激光器波长为1.06μm是在材料处理方面用得最为广泛的激光源。但是,许多塑料和大量用作柔性电路板基体材料的一些特殊聚合物(如聚酰亚胺),都不能通过红外处理或"热"处理进行精细加工。

因为"热"使塑料变形,在切割或钻孔的边缘上产生炭化形式的损伤,可能导致结构性的削弱和寄生传导性通路,而不得不增加一些后续处理工序以改善加工质量。因此,红外激光器不适用于某些柔性电路的处理。除此之外,即使在高能量密度下,红外激光器的波长也不能被铜吸收,这更加苛刻地限制了它的使用范围。

而紫外激光器的输出波长在0.4μm以下,这是处理聚合物材料的主要优点。与红外加工不同,紫外微处理从本质上来说不是热处理,而且大多数材料吸收紫外光比吸收红外光更容易。高能量的紫外光子直接破坏许多非金属材料表面的分子键,用这种"冷"光蚀处理技术加工出来的部件具有光滑的边缘和最低限度的炭化。

而且,紫外短波长本身的特性对金属和聚合物的机械微处理具有优越性.它可以被聚焦到亚微米数量级的点上,因此可以进行细微部件的加工,即使在不高的脉冲能量水平下,也能得到很高的能量密度,有效地进行材料加工,微细孔在工业界中的应用已经相当广泛,主要形成的方式有两种:

一是使用红外激光:将材料表面的物质加热并使其汽化(蒸发),以除去材料,这种方式通常被称为热加工.主要采用YAG激光(波长为1.06μm)。

二是使用紫外激光:高能量的紫外光子直接破坏许多非金属材料表面的分子键,使分子脱离物体,这种方式不会产生高的热量,故被称为冷加工,主要采用紫外激光(波长为355nm)。

不难发现紫外激光由于聚焦光斑极小,且加工热影响区微乎其微,在超精细打标、特殊材料打标等方面有着绝对优势。