文稿/廣州特域機(jī)電

過去十年里激光加工技術(shù)快速進(jìn)入到各個(gè)行業(yè)的制造生產(chǎn)中，成為一門新興的受到廣泛關(guān)注的工藝技術(shù)。激光核心技術(shù)、零部件、加工設(shè)備的國產(chǎn)化，使用成本大幅下降，讓激光產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖俪砷L壯大。激光標(biāo)刻、激光切割、激光焊接、激光打孔、激光清洗等主要工藝已經(jīng)應(yīng)用于金屬制造、廣告、玩具、醫(yī)藥、汽車、消費(fèi)電子、通信、船舶海工、航空航天等眾多產(chǎn)業(yè)里。

激光發(fā)生器有許多種類，根據(jù)輸出激光的功率、波長、性質(zhì)差異可用于不同的應(yīng)用場景。根據(jù)波長分，紅外激光器是目前使用最為廣泛的類型，特別是在鋼鐵金屬上面擁有良好的吸收性，在一些玻璃、皮革布匹等非金屬也能很好應(yīng)用；綠光激光器可以很好應(yīng)用于玻璃、水晶、亞克力等透明材料的打標(biāo)、雕刻，在一些如PCB板、薄膜的電子產(chǎn)品元件上打標(biāo)可有很好的效果；紫外激光器在塑料、紙盒包裝、醫(yī)療器械、消費(fèi)電子產(chǎn)品等的切割、打標(biāo)應(yīng)用效果良好，成為越來越受歡迎的一種激光器類型。

紫外激光器性能

紫外激光器目前主要有固體激光器和氣體激光器兩種，固體紫外激光產(chǎn)生的方法一般有兩種，一是直接對(duì)紅外固體激光器進(jìn)行腔內(nèi)或腔外3倍頻或4倍頻來得到紫外激光；二是先利用倍頻技術(shù)得到二次諧波然后再利用和頻技術(shù)得到紫外激光。氣體紫外激光就是我們常說的準(zhǔn)分子激光器，還可以進(jìn)一步發(fā)展出極紫外激光，可用于醫(yī)療美容，最重要的應(yīng)用是在集成電路的光刻機(jī)上。

工業(yè)用的固體紫外激光器最常見的是波長355nm的產(chǎn)品，具有短波長、短脈沖、光束質(zhì)量優(yōu)異、高精度、高峰值功率等優(yōu)點(diǎn)。紫外激光器與綠光、紅外相比，具有更小的熱效應(yīng)，隨著激光波長的變短，各種材料都具有更高的吸收率，所以紫外激光又被稱為“冷光”，其加工材料又被稱為“冷加工”。

近些年由于超短脈沖激光器快速發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展出成熟的固體紫外皮秒激光器、光纖紫外皮秒激光器，可實(shí)現(xiàn)更快、更精密的加工，但由于皮秒級(jí)的紫外激光器成本高，所以目前主流應(yīng)用的仍然是納秒級(jí)的紫外激光器。

紫外激光器應(yīng)用

紫外激光器具有其它激光器所不具備的優(yōu)勢(shì)，能夠限制熱應(yīng)力，在加工的時(shí)候，減少對(duì)工件的損壞，保持工件的完整性。紫外激光與很多材料發(fā)生作用時(shí)，不僅僅是用熱量燒蝕、氣化材料，其紫外輻射甚至直接改變分子鏈結(jié)構(gòu)，在微納級(jí)超精細(xì)加工熱敏材料時(shí)，紫外激光具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在易燃材料、硬脆材料、陶瓷材料、玻璃、塑料、紙張等能實(shí)現(xiàn)很好的加工效果。

隨著近年紅外皮秒激光器發(fā)展迅速，國產(chǎn)化也逐漸成熟，價(jià)格大幅下降，便出現(xiàn)了紅外皮秒取代紫外納秒激光器的說法。這兩種激光器在精細(xì)加工上的對(duì)象固然有一定的重復(fù)性，比如屏幕玻璃切割、硅晶圓劃片、藍(lán)寶石切割，還有在材料上打微孔等。但是當(dāng)前高功率紅外皮秒激光器采購成本較高，國產(chǎn)品牌的都需要幾十萬，而高功率紫外納秒只需要十萬或者幾萬，同樣能實(shí)現(xiàn)超精細(xì)加工的效果，在性價(jià)比上具有較大的優(yōu)勢(shì)。

在易燃材料、陶瓷材料、塑料與紙張等非金屬產(chǎn)品的激光加工，紫外激光吸收率更好，更具有優(yōu)勢(shì)。

在一些軟性塑料（軟膠）和大量用作柔性電路板FPC，以及其基體材料的特殊聚合物，如聚酰亞胺，都不能通過紅外激光處理，只能采用紫外激光進(jìn)行精細(xì)加工。

另外一種利用紫外激光器小型光束尺寸和低熱應(yīng)力屬性的應(yīng)用是微鉆孔，包括貫穿孔、微孔和盲埋孔。紫外激光器系統(tǒng)通過聚焦垂直波束徑直切割穿透基板來鉆孔。依據(jù)所使用的材料，可以鉆出小至10μm的孔。

陶瓷材料已有數(shù)千年的發(fā)展歷史，如今從日用品、裝飾品到建筑、電子材料等，都可看到它的身影。上個(gè)世紀(jì)電子陶瓷應(yīng)用逐漸成熟，應(yīng)用范圍更廣，例如散熱基板、壓電材料、電阻、半導(dǎo)體應(yīng)用、生物應(yīng)用等，除了傳統(tǒng)的陶瓷加工工藝外，陶瓷加工也因應(yīng)用種類的增加，進(jìn)而進(jìn)入了激光加工領(lǐng)域。

根據(jù)陶瓷對(duì)激光的吸收屬性，以及電子陶瓷元器件的逐漸小型化，CO2激光、綠光加工陶瓷都難以達(dá)到要求，只有紫外激光能實(shí)現(xiàn)陶瓷精細(xì)加工，包括陶瓷的標(biāo)刻、切割、打孔。CO2激光與紫外激光在陶瓷材料加工實(shí)際效果對(duì)比：

（圖片來源：泰德激光）

隨著精細(xì)加工的要求越來越多，新一代消費(fèi)電子產(chǎn)品更新迭代，陶瓷、玻璃等材料精密切割、標(biāo)刻需求增加，紫外激光應(yīng)用空間很大。目前國內(nèi)有格鐳、英谷、英諾、瑞豐恒、貝林、華日、羅根、南光高科等主要廠家做紫外激光器，預(yù)估2020年出貨量將達(dá)到1.5萬臺(tái)。

紫外激光器冷卻設(shè)備

目前工業(yè)加工用的紫外激光器主要功率從3瓦至30瓦不等，在精細(xì)加工的高要求下，對(duì)激光器的溫控指標(biāo)比較嚴(yán)格，為保證紫外激光器的可靠性光輸出以及光源的壽命，往往需要配備高品質(zhì)、高穩(wěn)定性的冷卻設(shè)備。

廣州特域機(jī)電有限公司作為一家在工業(yè)冷水機(jī)行業(yè)沉淀18年的企業(yè)，目前年總出貨量超過7萬臺(tái)，在行業(yè)處于領(lǐng)先地位。其中針對(duì)紫外激光配套的RMUP機(jī)柜式系列，機(jī)身尺寸為5U/6U，體積小巧，溫控精度達(dá)到±0.1度，為3瓦-15瓦紫外激光器提供機(jī)柜式結(jié)構(gòu)冷水機(jī)解決方案，目前已廣泛應(yīng)用于各主要廠家的紫外激光加工，為紫外激光器保駕護(hù)航。

RMUP-500