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Applications 应用天地

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提供低速 y 轴。内部的 Cambridge 场尺寸为 20mm×20mm。 25μm 的 1/e 。为了在目标上获得理
Technology 振镜将打印的文件内容移 想的对比度，需要约 70μJ 甚至更高
动到下一行，从而无需外部平台来移 测试方法 的脉冲能量。通过使用互补添加剂，
动目标。 测试实验室设在位于美国 Laser 降低对激光能量的需求，进而得到更
光点重叠可以在每个轴上单独 Mark 公司的工厂，对实际生产车间 高的打标速度，以及具有最佳打印色
控制。对于该测试，POLYtek 高速多 的特性和物理参数进行建模，用于按 彩的增强对比度。 [2]
边形扫描头使用 10 面镜和可更换的 需或在线直接打印到塑料容器或包装 考虑到光点尺寸、焦距和多面镜
150mm 焦距扫描镜头，在目标上产 材料上。MOPA 激光器安装在框架的 特性，以及 MOPA 激光器的内容文
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生 25μm 的 1/e 光点尺寸。扫描头可 顶部（见图 2）。该激光器能够以高达 件和配置优化，可能需要获得这些打
配置为高达直径 15mm 的光学孔径， 2MHz 的重复频率，产生 70nJ 的 9ns 印参数。该图像在快速扫描轴上和慢
和70~350mm焦距的f-theta扫描镜头， 脉冲。设备的平均功率为 50W。 速扫描轴上的像素位置重复性分别为
以及根据应用要求从 10 个到 14 个面 激光器的重复频率经过优化，以 ±20μm 和±10μm。
的多面镜。图 1 描绘了扫描头的内部 便调整脉冲能量获得最佳对比度的打 使用 MOPA 1064nm 激光器结合
视图。 标。使用两个 90°的折叠镜，将激光 高速多边形扫描头的测试结果表明，
Winlase 控制器软件通过多边形 输出提供给高速多边形扫描头。在第 这种方法能够实现理想的 ROI，并
扫描头驱动的定时信号配合内置的扫 二个折叠镜和扫描头之间使用了扩束 且满足打印规格目标，使得该技术
描子系统，以栅格化模式输出数据。 器，以扩大进入扫描头的光束尺寸。 与传统的喷墨打印生产线相当，但
该应用程序将数据流与多面镜的位置 为了使测试与打印的典型喷墨图 无需耗材或紫外固化，并且打印速
同步。通过运动控制器在 X 线扫描 像具有可比性，测试过程打印了一幅 度要快得多。
轴上实现了速度稳定性以及低抖动的 代表性的 QR 码以及一些文字。图 3 灵活性是用激光打标和打印的
控制。 所示为分辨率 300dpi 的位图（.bmp） 另一项关键应用考量。 [3] 具有高速
用于打标塑料、金属和纸张的最 多边形扫描头的适当的 MOPA 激光
常用波长是 10.6μm 和 1064nm，使用 器，提供允许在线和按需打印不同
这些波长的打标 / 打印涉及的过程本 信息、直接打印到目标或标签上的
[1]
质上是热过程。 激光能量被目标吸 图3：加载到POLYtek高速多边形扫描头测试程序 打印速度。
中的典型测试内容的图像。内容被转换成位图文
收并对局部加热，通过漂白、碳化或 件，然后通过用户控制面板加载到程序中。
烧蚀材料来获得打标效果。在测试中， 文件格式上传到扫描头的 OS 程序中 参考文献
使用的是 MOPA 1064nm 激光器，其 的内容示例。测试目标是在 0.2s 内打 1. J. Heller, "Precision laser marking for
重复频率为 2MHz，焦距为 250mm， 印完整的图像。 medical applications," Industrial Laser
Solutions for Manufacturing, 30, 6, 28-
测试结果 30 (Nov/Dec. 2015).
在执行重复频率和激光功率 2. S. R. Sabreen, "Laser marking
水平的迭代试验之后，在可重复 plastics," Industrial Laser Solutions for
的基础上，在目标时间内打印合 Manufacturing,http://bit.ly/2hLL7C6
适的打印图像。肉眼可以从 12 英 (Jan. 2008).
寸的距离处容易地读取这些打印 3. D. Belforte, "PhotoScribe laser
的图像，并且 QR 码可以由典型 enables marking of 410,000 pills
的手持 QR 码读取装置读取（见 per hour," Industrial Laser Solutions
图 4）。 for Manufacturing online, http://bit.
图4：激光打印的图像可以从12英寸的距离处容易地读
取，并且QR码可以由典型的手持式QR码读取装置读取。 目标上的最佳光点尺寸为约 ly/1DqhC9i (Jul. 22, 2014).

14 May/ Jun 2017 www.laserfocusworld.com.cn Laser Focus World China 激光世界