激光打標(biāo)機(jī)基本原理-全文預(yù)覽
【正文】 “繪圖儀式”激光打標(biāo)機(jī)原理示意圖難以對(duì)精細(xì)圖案進(jìn)行打標(biāo)，打標(biāo)速度較慢。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成就是事先要求的標(biāo)記圖樣的軌跡（）。對(duì)于后一種方式，常用的有兩種方法：⒈利用兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的光學(xué)反射鏡，使激光束發(fā)生偏折。顯然，產(chǎn)生這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以有兩種方式：一種是激光束固定，工件運(yùn)動(dòng)；還有一種是工件固定，激光束運(yùn)動(dòng)。以上這四種基本過程是CO2分子被激發(fā)到激光能級(jí)去的四條途徑。在較高能級(jí)的分子是不穩(wěn)定的，它們總是力圖向較低能級(jí)躍遷，因此在激光能級(jí)就會(huì)積聚大量的粒子，這就是所謂串級(jí)躍遷。 CO2分子的振動(dòng)方式CO2分子有幾個(gè)上能級(jí)，我們不妨把這一能級(jí)叫做激光能級(jí)（屬于反對(duì)稱振動(dòng)能級(jí)）。 CO2激光器原理CO2是三原子結(jié)構(gòu)的線性分子，它有三種振動(dòng)方式。之所以采用氪燈作為激勵(lì)用的泵浦源，用這一波長(zhǎng)的光來激勵(lì)Nd原子是最為有效的。Nd: YAG晶體是將激光介質(zhì)釹(Nd)原子摻在生晶體釔鋁石榴石(YAG)中，Nd原子在YAG中的最佳含量約為總重量的1％。通常是在激光介質(zhì)的兩端各放置一個(gè)反射鏡來組成諧振腔，以形成光學(xué)反饋。在實(shí)踐中，要想產(chǎn)生激光，就必須滿足兩個(gè)條件：首先找到能夠?qū)崿F(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)，也就是激光介質(zhì)；第二要建立一個(gè)諧振腔，使某一個(gè)頻率的能量源（可以是諧振腔外的，也可以是諧振腔內(nèi)的）在腔內(nèi)諧振，在激光介質(zhì)中多次往返時(shí)，有足夠的機(jī)會(huì)去激勵(lì)（泵浦）處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài) 激光的產(chǎn)生示意圖的激光介質(zhì)。受激發(fā)射所產(chǎn)生的光子都具有相同的波長(zhǎng)、方向及相位，所以受激發(fā)射的光是很強(qiáng)的。但不管如何加熱這些原子，在原子群達(dá)到新的熱平衡后，上能級(jí)的原子數(shù)量總是少于下能級(jí)的原子數(shù)量。對(duì)于大量原子的情況，在通常條件下，大多數(shù)原子總是分布在基態(tài)上，其余原子總是從低能級(jí)到高能級(jí)遞減分布。 原子的結(jié)構(gòu) 原子的能級(jí)若在激發(fā)態(tài)原子的附近，恰巧有一個(gè)光子經(jīng)過，這個(gè)光子又恰好具有原子上下能級(jí)之差的能量，那么這個(gè)原子就有可能受到外來光子的激勵(lì)而發(fā)出一個(gè)光子，原子自身則在發(fā)射后返回基態(tài)。所以，原子只能吸收幾個(gè)特定波長(zhǎng)的光子。原子的最低能級(jí)為E0，高的能級(jí)依次為EEE……，高的能級(jí)稱為上能級(jí)，低的能級(jí)為下能級(jí)。每個(gè)能級(jí)對(duì)應(yīng)著一個(gè)特定的能量。CO2激光器的主要用途就是各類工業(yè)激光加工設(shè)備，作為固態(tài)晶體激光器的Nd: YAG（摻釹釔鋁石榴石）激光器的最大應(yīng)用便是在激光打標(biāo)領(lǐng)域。不是嗎？看看我們的周圍，你就可以輕易地找到它應(yīng)用的實(shí)例：醫(yī)院中的激光診斷及激光治療機(jī)、商店中的條碼識(shí)別器、辦公室中的激光打印機(jī)、把我們與世界各地聯(lián)結(jié)在一起的光纖等等，就是在我們的家中也有它的身影：激光唱機(jī)、激光影碟機(jī)。它自一九五八年問世以來，已經(jīng)逐步地然而是堅(jiān)定地滲透到了科研、軍事、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。在世界的許多地方，幾乎所有的商品激光器都在制造業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。原子吸收能量后，電子的旋轉(zhuǎn)半徑會(huì)增加，電子的能級(jí)就會(huì)提高；原子釋放能量后，電子的旋轉(zhuǎn)半徑會(huì)減小，電子的能級(jí)就會(huì)降低。同樣，當(dāng)原子躍遷到較低能級(jí)時(shí)，會(huì)釋放出兩個(gè)能級(jí)之間差值的能量。光子的能量決定于光子本身的波長(zhǎng)。對(duì)這一現(xiàn)象。..以上是單個(gè)原子能級(jí)的變化情況。如果我們加熱這些原子，會(huì)使處于上能級(jí)的原子數(shù)量有所增加。在受激發(fā)射的同時(shí)，要設(shè)法使下能級(jí)的原子持續(xù)地躍遷到上能級(jí)，以維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，使受激發(fā)射能夠持續(xù)地進(jìn)行下去。簡(jiǎn)單地說：激光器的實(shí)質(zhì)是一個(gè)光放大器。因而產(chǎn)生強(qiáng)烈的激光。 激光器原理 Nd: YAG激光器原理Nd: YAG激光器是固態(tài)晶體激光器的一種，它采用Nd: YAG晶體棒作激光介質(zhì)。但由于它具有良好的光學(xué)性能、機(jī)械性能和熱學(xué)性能，所以是高功率激光器的最佳選材之一。Nd（釹）原子的能量轉(zhuǎn)移過程分為四步( Nd: YAG激光器原理圖的描述)，第一步：Nd原子在氪燈發(fā)出的波長(zhǎng)為 ，處于基態(tài)的Nd原子躍遷到兩個(gè)上能級(jí)中的一個(gè)，原子在這里的上能級(jí)壽命非常短，大約只有107 秒，這里稱這一能級(jí)為激發(fā)態(tài)；第二步：原子在激發(fā)態(tài)迅速地進(jìn)行一次無發(fā)射的躍遷，到達(dá)另一個(gè)上能級(jí)，原子在這里的上能級(jí)壽命較長(zhǎng)，大約為10
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