金屬雕刻是激光打標領(lǐng)域的一項典型應(yīng)用，即用激光光束將特定部分的金屬材料去除，從而實現(xiàn)想要達到的效果或標識。在金屬雕刻應(yīng)用中，激光光束就像雕刻時使用的鑿刀，將多余的金屬材料鑿掉。激光金屬雕刻分為淺雕和深雕兩種。通常淺雕的雕刻深度為5～25祄；深雕的深度一般較深，具體深度取決于不同的材料、所用激光的功率以及雕刻的時間。

        深雕主要用于雕刻磨具、印章等。一般來講，雕刻深度與被雕刻材料對激光的吸收情況、激光的功率以及激光在被雕刻材料上的作用時間等因素有關(guān)。深雕通常需要較長的作用時間。

        在各種金塑材料的表面，都可以進行深雕和淺雕，比如雕刻標識碼、公司商標以及更加復(fù)雜的圖像等。

        激光金屬深雕的優(yōu)點

        激光在金屬雕刻方面較傳統(tǒng)的機械式金屬雕刻具有很多優(yōu)點，其中最大的優(yōu)點是激光雕刻無需與被雕刻的工件接觸，因此省去了許多夾具和刀具。另外激光雕刻的高精度特性，也特別適用于復(fù)雜圖形的加工。

        光纖激光器是過去5年中發(fā)展起來的一項新技術(shù)，具有可靠高、免維護以及光斑模式好等特點，已經(jīng)在雕刻領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。與其他類型的激光器相比，光纖激光器由于具備脈寬短、重復(fù)頻率高、峰值功率大等優(yōu)點，在雕刻加工時，大大減少了熱效應(yīng)帶來的負面影響，使得加工品質(zhì)更加卓越，加工效率也大大提高。

        G3脈沖激光器

        與基于Q開關(guān)技術(shù)的光纖激光器不同的是，SPI激光公司生產(chǎn)的10～30W G3（第三代）脈沖激光器（見圖1和圖2）采用主振蕩功率放大（MOPA）技術(shù)，即種子光的輸出功率經(jīng)過初級和二次放大后輸出，得到所需要的輸出功率，增益能量由二極管泵浦模塊提供。由于其輸出頻率是由種子光的頻率決定的，而種子激光的頻率可通過電調(diào)制的方式直接控制，因此該激光器具有連續(xù)輸出（當種子光的輸出為連續(xù)輸出時）和脈沖輸出（當種子光的輸出為脈沖輸出時）兩種運作模式。在脈沖模式下，其重頻率范圍為1～500kHz，峰值功率可達16kW，單脈沖能量可達1mJ，脈沖寬度可達10nm，并且內(nèi)置有25種波形可供選擇（見圖3 和表1）。平均功率、峰值功率、脈沖頻率和脈沖寬度等參數(shù)可根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整，從而極大地拓寬了該激光器在雕刻方面的應(yīng)用范圍，極大地提高了加工效率。

圖1：非晶硅薄膜太陽能電池 圖2：非晶硅薄膜太陽能電池的層疊結(jié)構(gòu)

圖2：基于主振蕩功率放大（MOPA）技術(shù)的G3脈沖激光器示意圖。

圖3：SPI脈沖激光器內(nèi)置25種波形可供選擇。

 表1：SPI 脈沖激光器技術(shù)指標。

        另外，G3脈沖激光器的另一個特點是首脈沖的上升時間可通過預(yù)值電流（Simmer Current）的設(shè)定而改變，預(yù)值電流的設(shè)定范圍為0～100%，當預(yù)值電流設(shè)定值為80%～90%時，首脈沖可即時達到所需強度 （見圖4）。

        在下面的實際應(yīng)用中，將對SPI脈沖激光器的特點作進一步介紹。在金屬雕刻時，需要較大的單脈沖能量和較高的峰值功率，深雕時需要較低的重復(fù)頻率，從而使得激光光點具有較好的重疊性，因此加工速度較一般的打標相對較慢。

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 圖4：預(yù)值電流關(guān)閉（Simmer Current=0%，紅色）和預(yù)值電流開啟（Simmer Current=80%，藍色）時的脈沖輸出時域圖。