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東莞準(zhǔn)分子激光打標(biāo)機(jī)

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更新時(shí)間：2022-08-03 13:42:16瀏覽次數(shù)：578次

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東莞市博世機(jī)電設(shè)備有限公司

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產(chǎn)品簡介

當(dāng)激光打標(biāo)機(jī)中準(zhǔn)分子激光輻照在材料表面時(shí)，可能產(chǎn)生不同的作用機(jī)理，這要取決于準(zhǔn)分子激光源的波長和材料本身。由于激光打標(biāo)機(jī)中激光束短波長和高的光子能量，大多數(shù)材料在表面亞微米表層內(nèi)吸收入射輻射。這對材料微加工而言是有利的，因?yàn)槟芰康拇蠖鄶?shù)可以耦合到材料內(nèi)部

詳細(xì)介紹

當(dāng)激光打標(biāo)機(jī)中準(zhǔn)分子激光輻照在材料表面時(shí)，可能產(chǎn)生不同的作用機(jī)理，這要取決于準(zhǔn)分子激光源的波長和材料本身。由于激光打標(biāo)機(jī)中激光束短波長和高的光子能量，大多數(shù)材料在表面亞微米表層內(nèi)吸收入射輻射。這對材料微加工而言是有利的，因?yàn)槟芰康拇蠖鄶?shù)可以耦合到材料內(nèi)部，能夠被有效地利用到所希望的過程中。當(dāng)應(yīng)用準(zhǔn)分子激光到材料加工時(shí)，“打標(biāo)”這一詞被用于描述材料受光輻照后的氣化效應(yīng)。它不特定地表達(dá)在這一過程中是物理的還是化學(xué)的機(jī)理在起作用。通常，有兩個(gè)不同類型的燒蝕機(jī)理是明顯的：光化學(xué)過程和光熱過程，這在后面將敘述。對光化學(xué)燒蝕，也稱為“冷加工”，被加工材料是接近無碎片殘骸的狀況，熱效應(yīng)被限制在產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的邊緣。與之相反的情形，熱傳導(dǎo)效應(yīng)和熔化的產(chǎn)生則是主導(dǎo)機(jī)理。

    準(zhǔn)分子激光打標(biāo)機(jī)機(jī)理強(qiáng)烈地依賴于準(zhǔn)分子激光波長和材料本身。不依賴于加工過程的結(jié)果，在每一種激光打標(biāo)情形中的主導(dǎo)效應(yīng)是輻照材料表面極短時(shí)間的升溫，這也是不同物理和化學(xué)反應(yīng)的起始點(diǎn)。
    按照不同的理論基礎(chǔ)，對打標(biāo)過程的定量分析主要存在光化學(xué)過程理論模型、光熱過程理論模型、SSB理論模型等幾種不同的數(shù)學(xué)模型。
   光熱過程理論模型
    D'Couto等認(rèn)為對于ns級或更長的激光脈寬，光熱過程起主導(dǎo)作用。這種條件下，刻蝕率d可由下面的公式表示：式中，ko為Arrhenius指數(shù)因子；E為激活能；R為氣體常數(shù)；t為激光輻射區(qū)域的平均溫度。結(jié)合激光入射方向的一維熱傳導(dǎo)方程式中，aeff為有效吸收系數(shù)；F為人射激光能量；Cp為熱容量；X為刻蝕面的空間位置。得到了刻蝕率與入射激光能量間的關(guān)系：式中，E*OCECp/R；Fth為閾值能量密度。
    在此基礎(chǔ)上獲得的理論曲線與248nm和308nm在較大能量范圍內(nèi)（O~11j/cm2）對幾種混合高聚物的實(shí)驗(yàn)值得到了很好的符合。

    SSB理論模型
    該模型是將光化學(xué)和光熱過程很好的結(jié)合起來的一種模型，是由V.Srini-vasan等人建立的。該模型認(rèn)為整個(gè)過程中的刻蝕率是由光化學(xué)和光熱兩部分的刻蝕率共同組成的，通過該模型得到的理論曲線在很大能量范圍內(nèi)（0~1000J/cm2）與以193nm、248nm刻蝕多種聚合物的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都較為符合。
    根據(jù)該模型，當(dāng)刻蝕能量剛剛高過閾值能量時(shí)，是光化學(xué)過程起主要作用；但隨著能量的升高（≥0.1j/cm2）后，熱的作用開始增強(qiáng)，兩種機(jī)理共同作用，而且其中熱作用會逐漸占據(jù)上風(fēng)。但當(dāng)熱作用到達(dá)一定的值后便不再增加，光化學(xué)作用又重新控制著刻蝕過程。