半导体激光打标机

半导体激光泵浦全固态激光器（DPSSL）进行激光打标的工作原理是利用大功率半导体量子阱激光器代替气体灯泵浦固态晶体为增益介质激光谐振腔，使之产生新波长的激光，在利用晶体备频混频交应产生SHG、THG等波长的激光。通过设计建立了从来料复验、部装生产、过程检查、总装调试到成品总检的整个激光打标工艺流程、操作规程和质量标准。

分类

半导体激光打标机可以分为侧面泵浦半导体激光打标机和端面泵浦激光打标机，侧面泵浦也就是说光源是装在激光棒的侧面的，而端面泵浦则是光源装在激光棒的端面的。

组成

半导体激光打标机

主要由四个系统组成：光路系统，电路系统，水路系统及控制系统。光路系统主要是由红光、全反、半反、模块、Q、场镜、扩束镜、扫描等组成。电路系统主要是由控制电路（控制箱）、激光电源、Q电源、扫描电源组成。控制系统则主要是由扫描振镜、电脑、控制软件（板卡）等组成。水路系统主要由水箱、水管组成，形成一个循环的水路。

耗材分类

半导体侧泵激光打标机

YAG激光打标机耗材或易损件有：激光氪灯、全反射镜、半反射镜、激光棒、振镜镜片；半导体激光打标机耗材或易损件有：半导体激光器（半导体模块）、全反射镜、半反射镜、振镜镜片；CO2激光打标机耗材或易损件有：CO2激光器（CO2激光管）、反射镜片组、振镜镜片。

性能指标

1、平均光-光转换效率>7%；

2、激光打标输出功率稳定性优于5%；

3、激光打标工作温度范围：0℃～40℃；

4、抗震动和冲击能力达到国家01级标准。

优点

1、激光光束模式好，电光转换效率高，耗电少，免维护。

2、寿命长：有些光电量测厂商把量测设备中激光的光源由最初的 He-Ne激光改成二极管激光，以取得最佳的机器寿命（ He-Ne 激光寿命一般为 10^4 HR，而二极管激光寿命为 10^5HR ，相差十倍），特别适合现场长时间的操作。

半导体激光打标机

3、瞬间即可达到开关的作用，适宜通信用途。并且半导体激光打标机一开机很快便稳定下来，又很合适用电路调制其输出，比如可使用脉波调制法量测距离（而 He-Ne 激光打标机必须开机三十分钟后才稳定下来，这点是万万比不上半导体激光打标机了）。

4、可得到各种波长：利用周期表中的Ⅲ/V族，例如砷化镓等化合物可制成二极管激光，当电流通过pn界面时，将因化合物的不同而发出各种可见激光及不可见激光。半导体激光只要改变组合元素的比例，便可改变不同的能量间隔，不同的能量间隔，提供了不同的输出波长，由于具有红外线及红色波长，在通信及量测上很容易与各种传感器配合而得到很广泛的用途。

5、操作简单方便，打标质量精度高。

6、机械性质方面：结构紧凑、坚固、体积小的优点。

主要特点

半导体激光打标机使用国际上先进的半导体发光二极管，该机的半导体泵浦模块、扫描振镜、声光Q开关、Q驱动器等关键配件都是原装进口，供应商都拥有相关行业的世界领先技术，一流的配件保证了极高的打标精度和速度，性能稳定，能长期工作。采用一体化的设计结构，全新的光路密封方式，总体稳定可靠，外形美观高档。

性能优势

在标刻相同效果下可明显提高打标速度，典型的应用如打反白效果、除铝表面阳极化处理层，动物耳标打码，金属标牌自动上下料激光打标等。激光输出稳定，可在不锈钢板上标记出颜色鲜艳，重复性高的图案。全新的光路密封方式，保证了泵浦头的安全工作，免维护，周期长。

行业应用

可雕刻金属及多种非金属材料。特别适合应用于一些要求标刻精细、精度高的场合。应用于电子元器件、五金制品、工具配件、集成电路（IC）、电工电器、手机通讯、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材、PPR管材、医疗器械等行业。

普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛），金属氧化物，特殊表面处理（磷化、铝阳极化、电镀表面），ABS料（电器用品外壳，日用品），油墨（透光按键、印刷制品），环氧树脂（电子元件的封装、绝缘层）。

技术参数

型号规格	GD-DP50/75
激光波长	1064nm
激光重复频率	20kHz～100kHz
激光功率	50W/75W
打标速度	250字符/s
最小字符	0.3mm

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配置操作

半导体激光打标机由：光路、中控、冷却系统组成。

1、冷却系统包括：冷水机。作用：起到散热功能。

2、中控有四个部分组成：电脑、Q驱电源（声光电源）、激光电源、电控箱。

（1）激光电源控制激光模块。

（2）Q驱电源（声光电源）控制Q头。

（3）振镜控制激光头部分。

（4）急停控制整个电源。

（5）电控箱里有：打标卡、PCI、USB。

3、光路（光学）包含：红光模块、全反镜（90%以上）、Q头、激光模块、小孔、半反镜（K9玻璃、石英）、扩束镜（4倍）。

（1）Q头：作用起到锁光和漏光控制。

（2）小孔：控制光束的直径大小。

4、振镜激光头部分：驱动板（2块）、振镜电机，2个镜片，上面表示X，下面表示Y，红光要在X、Y中间，场镜：F=160 打标范围最大100*100，F=210 打标范围最大150*150，F=420

打标最大范围300*300.场镜又叫透镜，起到聚焦作用。

常用打标操作说明：

1、打深度：低速、低频、高电流。

2、打黑色：低速、高频、高电流。

3、大白色：低电流、中频（5~10）、高低速均可。

4、打黄色：高低电流均可、低频（5以下）、高低速均可。

发展趋势

随着国家有利政策的落实及行业技术水平的提高，中国激光产业必定会有较大发展。激光技术与众多新兴学科相结合，将更加贴近人们的日常生活，而激光器研究向固态化方向发展，半导体激光器和半导体泵浦固体激光器成为激光加工设备的主导方向，整个激光产业界并购将盛行，各公司力争成为行业巨头，激光产品也将在工业生产、交通运输、通讯、信息处理、医疗卫生、军事及文化教育等领域得到更深入的应用，进而提高这些行业的自主创新能力，适应全球化的发展潮流，形成新的经济增长点。预估在今后三年内我国激光产业平均行业复合成长率应该不低于20%。未来5年，中国激光产品市场需求将超过600亿元。

半导体激光打标机及其打标样品图

由于半导体激光打标机标记速度快，使用寿命长，设备故障率低等显著特点，已经成功广泛的应用在制造业各个行业。随着汽车、五金、电子等行业的快速发展，半导体激光打标机的需求量明显加大，在产品标记行业，他的普及将是一个趋势。

故障分析

所谓 激光打标机的功率是指机械在单位时间内做功的多少，机械效率是衡量机械本身性能优劣的一个重要因素，一台机械功率越高，能耗就越少，就越能节省人力、物力降低生产成本等等，就像一个人他大力的，做事情就很轻松，如果一个小力气的人，做同样的事情，就显得很吃力。打标机效率高低受机械设备本身的结构、摩擦等因素影响，下面就打标机输出功率常见故障进行原因分析。

第一、使用时间不长的新设备，激光器激光输出功率较弱的原因：

检查全反膜片是否有漏光现象；

检查谐振腔调整的准确性是否达到要求；

检查声光开关插入损耗是否在规定范围内；

检查出厂时测得的激光器输出功率是否达到技术指标。

第二、使用一段时间以后，激光器激光输出功率下降的原因：

检查激光谐振腔是否变化；

检查氪灯使用寿命是否到期；

进入振镜的激光偏离中心；

检查全反及输出膜片是否有污损现象；

声光晶体偏移或者声光电源输出能量偏低；

冷却水箱水温设置与环境温度温差是否超过5℃；

若电流调到20A左右仍感光强不够，那就是氪灯老化。

激光特点

方向性好：激光是沿一条直线传播，能量集中在其传播方向上。其发散角很小，一般为10-5～10-8球面度。

单色性强：从普通光源（如钠灯、汞灯、氪灯等）得到的单色光的谱线宽度约为10-2纳米，而氦氖激光器发射的632.8纳米激光的谱线宽度只有10-9纳米。

亮度高：一台普通的激光器的输出亮度，比太阳表面的亮度大10亿倍。

相干性好：普通光源（如钠灯、汞灯等）其相干长度只有几个厘米，而激光的相干长度则可以达到几十公里，比普通光源大几个数量级。