激光被應用于從傳感器、測量儀器到大型加工機器等各種設備 中。但是，激光根據其波長的不同，可以分為多種類型，并分別 具備各自的“特性”。我們應根據不同的使用目的對激光加以區 別使用，因此，了解激光的“特性”就顯得尤為重要。 在“基礎篇”中，我們將為您詳細闡述到底什么是激光，激光是 如何形成的，以及它們分別所具備的特性。

什么是光？

什么是光

光是“電磁波”的一種。“電磁波”存在波長這一標準，波長由長到短分別被稱為電波、紅外線、可見光、紫外線、 X 射線、 Y 射線等。

什么是顏色？

當射到物體上的光有一部分波長無法被物體吸收而被反射回來，并被人眼（視網膜）接收到時，這種波長就被我們感知為物 體的“顏色”。根據波長不同，光的折射率也會有所變化，因此光呈發散狀態。其結果就是，我們能夠感知到各種各樣不同的“顏 色”。例如紅色的蘋果（當人眼接收到包含紅色特定波長光線的白晝光時）僅反射紅色波長的光（600 至 700 nm） ，其他波長的 光均被其吸收。※黑色物體可以吸收所有的光，因此看上去呈黑色。

什么是可見光？

電磁波中人類肉眼可感知的波長范圍被稱為“可見光”。可見光的短波長約為360 至400 nm， 長波長約為760至830 nm，如果波長超出“可見光”的波長范圍（更短或更長），就超出了人眼所能夠感知的范圍。

什么是激光？

什么是激光？

普通光（燈光等）與激光存在如下區別。 激光發出具有高方向性的光束，即組成的光波在一條直線上傳播，不會擴散。普通的光源發出的光波會朝各個方向擴散。激光 束內的光波都是相同顏色的（此性質叫單色性）。普通的光（比如熒光燈管發出的光）一般來說是幾種顏色的光混合后表現為白 色。當激光束內的光波傳播時，它們以完全同步的波峰和波谷發生振蕩，這種特性叫做相干性。當兩個激光束相互重疊時，每個 光束的波峰和波谷只會相互加強，產生一個干涉圖。

激光的語源

LASER 是由英文“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” 的各單詞首字母組成的縮寫詞，意思是“通過受 激發射光擴大”。

激光的原理

原子（分子）從外部吸收能量后，從下準位（低能級狀態）躍遷至上準位（高能級狀態）。這種狀態被稱為受激狀態。 受激狀態是一種不穩定的狀態，將會很快返回至低能級狀態。這一行為被稱為“躍遷”。 此時會輻射出相當于躍遷能量的光。這種現象被稱為自發發射。輻射出的光碰撞到同樣處于受激狀態的其他原子，也會激勵其 發生相同的躍遷。這種受到誘導而輻射出的光稱為受激發射。

關于激光振蕩（CO2氣體激光器）

振蕩環境

持續從外部施加能量，使處于上準位的原子數量較下準位的原子數量多，能夠促使激光振蕩。這種狀態被 稱為反轉分布。

構造

氣體激光振蕩器由可引起必要放電的電極（為了讓封入的氣體引起反轉分布）和電極管兩側的光學共振器組成。

振蕩原理

額定電流在激光管內放電后，管內產生強大的等離子體，這些等離子體與原子碰撞后呈受激狀態。光在由 一組相對于激光波長具有極高反射率的反光鏡所構成的光學共振器之間來回反射并被放大，反光鏡一側 的光被反射到反射率約為 99% 的輸出鏡上，激光便射向外部。

什么是激光加工？

激光加工的定義

如果使高能量的激光束集中射出，焦點位置的能量密度將達到非常高的程度。該光束照射到被加工物體上時，能量會被加工物 體吸收而使局部溫度急劇上升。激光加工就是利用該熱能的一種加工方式。

表面溫度和能量密度

激光處理的類型

激光的種類

各個波長的特性

波長 : 10600 nm

CO 2 激光的波長比YAG、 4 或光纖激光的波長長十倍。這是在被廣泛應用的工 YVO 業激光中波長最長的。顧名思義，是用 CO 2 氣體作為激光介質激發而產生。

• 10600nm波長區域激光的典型特性
• 不被金屬所吸收
• 會由于長波長傳熱而導致對象物體融化或燃燒。
• 可加工玻璃和 PET 等透明物體。
• CO 2 激光相對于基本波長的激光很難實現樹脂的顏色反差印刷。 #### 波長 : 1064nm IR 是 Infrared Ray （ 紅外線）的縮寫，其波長是激光加工中用途最廣的波 IR 長。顧名思義，IR 是紅色以外的區域的光譜，(也就是說)， 的波長大于 780 nm 并且無法用肉眼看到。但不等于 IR 就是 1064 nm.?

1064 nm 波長區域激光的一般特性
* 加工應用范圍廣泛——從樹脂到金屬
* 無法加工透明物體，例如玻璃，因為激光容易穿過這些物體。
* 很容易使樹脂變色

波長 : 532 nm

二倍頻（SHG）激光的波長是標準波長（1064 nm） 的一半。 532 nm 位于 可見光譜內，呈綠色。波長的產生過程是，發射 1064 nm YVO 波長的光，通過非線性晶體，使波長減少一半。 4 介質常被使用的 原因，是因為其光束特性適合進行復雜，精細的加工。

532 nm 波長激光的典型特性
* 能被各種材質所吸收，包括反射率很高的金，銅也可以輕易的加工。
* 由于擁有比IR激光更小的射束點，因此可進行精細加工。
* 一般不能加工透明物體。

波長 : 355 nm

三倍頻（THG）激光的波長是基本波長 1064 nm 的三分之一，位于光的紫外線（UV）區域。使用 YVO 4 YAG 激光器產生基本波長，然后通過非線性晶體的轉換，波長減少至 532 nm，再經過第二個非線性 晶體，將波長降至 355 nm。

355 nm波長激光的典型特性
大多數材料都對其都具有極高的吸收率，且不會發生過多熱量。
非常小的射束點使超精細加工成為可能。
其高吸收率會影響到光學晶體，它比其他波長的激光需要消耗更多的維護成本和消耗品。

刻印的方法

反射、吸收和透過

顏色的影響

刻印的種類

刻印的原理大致可分 4種

樹脂發色的方法

發色的原理主要可分為以下4種。