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MOPA激光器在不锈钢上的彩色打标应用
来源:内容整理    日期:2020-06-23    阅读()

随着激光应用技术的不断进步,利用激光在不锈钢上打印出各种炫彩夺目的色彩,这一应用已逐渐进入人们的视野。而这些看似缥缈奇幻的色彩,是否有迹可循?如何调整参数才能迅速得到想要的色彩?这一应用又对激光光源有着怎样的要求?且跟随小编的脚步,一起走进MOPA激光器不锈钢彩色打标的精彩世界,一探究竟吧!

不锈钢显色原理

人的眼睛之所以能分辨出各种不一样的颜色,其实是因为当光照射到物体表面时,反射不同波长的光,这些不同波长的光被肉眼细胞捕捉,经过大脑处理分辨,就产生了不同颜色的感觉。回归到不锈钢这种材质,经过激光处理过后可以得到的各种色彩,其道理都是一样的。

从物理性状来分析不锈钢显色的原理,不锈钢被激光加工前后发生的变化不外乎三种方式:一是生成有色氧化物;二是经化学、电化学或激光作用下,在不锈钢表面生成一层极薄的无色透明氧化膜,氧化膜产生干涉效应,则可在表面显出色彩;三是同时存在有色氧化物和氧化膜的一种混合态。

MOPA激光器不锈钢彩色打标

MOPA激光器优势则在于它的脉宽和频率为独立可调,调整其中一项并不会影响其他激光参数,这是Q-switch结构激光器所不具备。而MOPA结构这种特性,给不锈钢彩色标刻带了无限种可能。在实际打标操作中,脉宽,频率,功率,速度,填充方式,填充间距,延时参数等这些因素都会影响色彩效果。这些参数的影响,会使得颜色变化的特征并不唯一,却又是相互联系,相互影响的。

脉宽和频率,是MOPA激光器的特点,相互独立可调;并且,这两个参数在不锈钢打彩上也是最具特色的两个参量,他们之间的相互配合,能够调出一个多彩的世界。

功率是能够影响激光单脉冲输出最主要最直观的控制变量。经过测试后发现,在不锈钢打彩时,频率在和脉宽进行“较量”,频率这一参数对色彩变化的影响更为丰富些。如果将频率和功率放在一起,在某些条件下会出现以下这样的规律:在密集填充间距、中等脉宽、高频(填充间距<0.005mm;脉宽45ns-100ns;频率≥300kHZ)的情况下,功率由小增大,在不锈钢上表现出来的颜色呈现出很规则的变化特征:黄色,红色,蓝色,绿色直至绿色慢慢变深。如下图所示(@60ns,0.001mm弓形填充,F=163mm场镜)

MOPA激光器在不锈钢上的彩色打标应用
(横向功率为25%,30%,35%,40%,45%,50%,55%,60%,65%)

从上图可以看出,随着频率功率的变化,色彩变化呈现出一定的规律。这种规律在改变填充间距时,也一样适用。

如下图所示(@60ns,0.005mm弓形填充,F=163mm场镜)

MOPA激光器在不锈钢上的彩色打标应用
(横向功率为30%,35%,40%,45%,50%,55%,60%)

 

至此可以看到,在密集填充间距、中等脉宽、高频为前提,填充的变化对应颜色的改变作用显得较小,而更多的色彩变化是由频率及功率所带来的作用。换句话说,这些颜色上的差异,主要受激光本身单脉冲能量以及它在钢片上的光斑重叠率所影响,并且反应到不锈钢的显色方式里去,就是呈现出如图片上所见的规律性变化。

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