激光打標機基本原理

1、激光打標機原理11第一章第一章激光器原理激光器原理可以肯定地說：本世紀最后的偉大發(fā)明之一是激光技術。它自一九五八年問世以來，已經逐步地然而是堅定地滲透到了科研、軍事、工業(yè)等各個領域。不是嗎？看看我們的周圍，你就可以輕易地找到它應用的實例：醫(yī)院中的激光診斷及激光治療機、商店中的條碼識別器、辦公室中的激光打印機、把我們與世界各地聯結在一起的光纖等等，就是在我們的家中也有它的身影：激光唱機、激光影碟機。人類發(fā)明了多種多樣的激光器。諸如：氣體激

2、光器（HeNe激光器、CO2激光器等）、固態(tài)晶體激光器（紅寶石激光器、釹玻璃激光器等）、離子激光器（氪離子激光器、氬離子激光器等）、染料激光器（甲酚紫激光器、螢光素激光器等）、超輻射激光器（氮分子激光器等）以及半導體激光器（砷化鎵半導體二極管等）等等。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用。CO2激光器的主要用途就是各類工業(yè)激光加工設備，作為固態(tài)晶體激光器的Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石）激光器的最大應用便

3、是在激光打標領域。1.1激光原理激光原理我們知道，物質是由原子組成的，而原子是由帶正電的原子核和帶負電的核外電子組成的（見圖1.1）。每一個電子都沿著自己特定的軌道繞原子核高速旋轉，其旋轉半徑決定于電子所處的能級。原子吸收能量后，電子的旋轉半徑會增加，電子的能級就會提高；原子釋放能量后，電子的旋轉半徑會減小，電子的能級就會降低。每個能級對應著一個特定的能量。電子所具有的能量是不連續(xù)的，也就是說原子的能級是量子化的。原子只有吸收了兩個能級

4、之間差值的能量才會提高一個能級，電子在能級之間的變動現象稱為躍遷。同樣，當原子躍遷到較低能級時，會釋放出兩個能級之間差值的能量。原子的最低能級為E0，高的能級依次為E1、E2、E3、……，高的能級稱為上能級，低的能級為下能級。處在能級E0的原子稱為基態(tài)原子，其它能級稱為激發(fā)態(tài)（見圖1.2）。原子可以吸收光子來獲得能量，當然這個光子必須具有與原子能級差相等的能量（例如：E1E0）原子只能吸收帶有幾個能量的光子。光子的能量決定于光子本身的波

5、長。所以，原子只能吸收幾個特定波長的光子。正常情況下，原子吸收能量后會在上能級停留一段時間（這一時間被稱為原子的上能級壽命），然后向任意一個方向發(fā)射一個光子并返回基態(tài)。這一現象稱為原子的自發(fā)發(fā)射。對這一現象，圖1.3作了形象的描述。激光打標機原理33圖1.5原子在各能級上的分布發(fā)射。在受激發(fā)射的同時，要設法使下能級的原子持續(xù)地躍遷到上能級，以維持粒子數反轉，使受激發(fā)射能夠持續(xù)地進行下去。受激發(fā)射所產生的光子都具有相同的波長、方向及相位，

6、所以受激發(fā)射的光是很強的。這就是激光。激光這個詞是從英文原文“LASER”一詞翻譯過來的，它的完整的英文原文是“LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation”(光輻射受激發(fā)射放大)，“LASER”是它的縮寫。簡單地說：激光器的實質是一個光放大器。在實踐中，要想產生激光，就必須滿足兩個條件：首先找到能夠實現粒子數反轉的工作物質，也就是激光介質；第二要建立一個諧振腔，使某一個頻率的能量源