當(dāng)今，幾乎所有產(chǎn)品上都帶有某種形式的標(biāo)識，標(biāo)識的內(nèi)容包括條碼、產(chǎn)品序列號、公司標(biāo)志以及生產(chǎn)日期等。產(chǎn)品標(biāo)識除了有助于消費者了解產(chǎn)品信息外，對生產(chǎn)廠家防止假冒、創(chuàng)造品牌效應(yīng)也有非常重要的作用，所以現(xiàn)在生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品標(biāo)識越來越重視，甚至傳統(tǒng)上不需要有標(biāo)識的裸裝產(chǎn)品，如雞蛋、蘋果等也已經(jīng)有帶標(biāo)識的產(chǎn)品出現(xiàn)。激光打標(biāo)現(xiàn)已成為產(chǎn)品標(biāo)識制作的一種常用技術(shù)，應(yīng)用范圍越來越廣泛。隨著激光打標(biāo)機性能的提高和價格的下降，激光打標(biāo)也由以前的外加工方式逐漸趨向于廠商擁有自己的激光打標(biāo)機，未來幾年激光打標(biāo)機將會面臨市場快速擴張的機遇。激光打標(biāo)技術(shù)已經(jīng)有20 年以上的歷史，現(xiàn)已穩(wěn)步占據(jù)了一部分曾經(jīng)被傳統(tǒng)打標(biāo)技術(shù)，如電火花、腐蝕、機械刻劃以及噴墨打印等統(tǒng)治的市場。激光打標(biāo)能夠逐步取代噴墨打印主要有2 個方面的原因，一是噴墨打印所使用的油墨、顏料及溶劑會引起環(huán)境問題，另一方面噴墨打印的持久性也有問題，因為這樣的標(biāo)記多數(shù)都能使用溶劑除去。相比之下，激光打標(biāo)則能夠在各種材料上產(chǎn)生清晰、持久的標(biāo)記。所以近年來激光打標(biāo)逐漸受到用戶的青睞，應(yīng)用范圍日益廣泛。

      現(xiàn)在，用于激光打標(biāo)的激光器主要是波長1.06 μm的Nd：YAG和Nd：YVO4 固體激光器。但是，效率和可靠性更高且成本更低的摻Y(jié)b光纖激光器已經(jīng)開始挑戰(zhàn)以上2 種固體激光器的地位。光纖激光器自幾年前步入實用化階段便迅速吸引了人們的注意力。目前，光纖激光器已占所有新生產(chǎn)激光打標(biāo)設(shè)備的20%，并且對激光打標(biāo)市場的滲透仍在繼續(xù)。現(xiàn)在，光纖激光器中用于激光打標(biāo)的主力機型是脈沖重復(fù)頻率<100 kHz的Q開關(guān)光纖激光器，它正與常規(guī)的Nd：YAG激光器進行激烈的競爭。這種Q開關(guān)光纖激光器有固定的、約200ns的脈沖寬度，脈沖峰值功率也不是很高， 但非常適用于一般的打標(biāo)應(yīng)用。

      基于由種源進行直接調(diào)制的主振蕩器功率放大器(MOPA)的光纖激光器，具有比常規(guī)Q 開關(guān)激光器更寬的工作范圍。這種激光器具有更高的脈沖峰值功率，并且能夠在更寬的頻率范圍內(nèi)工作。例如，MOPA光纖激光器在脈沖重復(fù)頻率為25 kHz，平均輸出功率為20 W時，脈沖峰值功率可以達到14 kW，工作頻率范圍可以達到1~500 kHz，也可以在連續(xù)模式下工作。MOPA光纖激光器的另一個重要特點是可以通過預(yù)設(shè)脈沖波形來控制脈沖形狀以及脈沖周期，這使激光的脈沖時間長度、脈沖重復(fù)頻率和峰值功率能夠在很大程度上得以分別控制。這種Q開關(guān)激光器所不具備的靈活性及更大的參數(shù)調(diào)節(jié)范圍，使MOPA光纖激光器具有更多的功能，能夠?qū)Χ喾N材料進行打標(biāo)。

      通常，能夠進行激光打標(biāo)的材料是多種多樣的，金屬、塑料、陶瓷甚至是有機材料都可以進行激光打標(biāo)，能否打標(biāo)主要取決于材料對入射激光的吸收情況。可用于激光打標(biāo)的激光器種類很多，包括波長10.6 μm的氣體激光器(CO2 激光器)；波長1.06μm的Nd：YAG和Nd：YVO4固體激光器、摻Y(jié)b光纖激光器；倍頻YAG和YVO4固體激光器；波長在可見光及紫外波段的準(zhǔn)分子激光器等。不同的材料對激光的吸收波段是有差別的。金屬對于波長為10.6 μm的激光具有很高的反射率，因此對金屬材料進行打標(biāo)最好選用波長為1.06 μm的激光器；而相比之下，玻璃對波長1.06 μm的光是透明的，因此最好使用波長為10.6 μm的激光器或紫外波段的激光器。除波長外，還有幾個決定激光器打標(biāo)能力的關(guān)鍵參數(shù)，它們分別是：脈沖能量、脈沖時間長度、脈沖重復(fù)頻率、脈沖峰值功率和平均功率。

      激光與材料的相互作用時存在一個閾值功率，只有激光功率達到該閾值，物理加工才能開始進行。激光打標(biāo)的閾值功率一般在kW 量級。對于高反射率表面或難于進行加工的材料而言，脈沖峰值功率需要達到10 kW 以上的水平。不過對于大多數(shù)材料的打標(biāo)應(yīng)用，幾千瓦的脈沖峰值功率即可滿足需要。另一個關(guān)鍵的參數(shù)是脈沖能量，一般為mJ量級。脈沖時間長度也是一個很重要的特性，因為它決定了與材料進行熱作用的時間，對標(biāo)識的質(zhì)量有顯著的影響。通常情況下需要的脈沖時間長度在10~200 ns 之間。脈沖頻率是指每秒的脈沖數(shù)量(單位為Hz)，典型的激光打標(biāo)系統(tǒng)的工作頻率范圍為20~80 kHz。平均功率由脈沖能量和脈沖頻率決定，平均功率值代表激光器所能提供的總能量。

     金屬在打標(biāo)材料中占很大的比例，如陽極氧化鋁、不銹鋼、銅以及鈦等。對鋁、黃銅以及銅這樣的高反射材料進行打標(biāo)，需要很高的脈沖峰值功率以及足夠高的功率密度，高峰值能量下的激光打標(biāo)速度可以達到500 mm/s。陽極氧化鋁表面有深色的氧化物膜，這種膜對紅外輻射的吸收較高，因此實際上需要的功率密度較低，打標(biāo)速度可以達到2 m/s 。要達到上述打標(biāo)速度，需要較高的脈沖重復(fù)頻率，因為如果速度太快而脈沖重疊不夠，會導(dǎo)致標(biāo)識線條粗糙而不連貫；較高的脈沖頻率則可以增加脈沖重疊度，使標(biāo)識線條均勻平滑。光纖激光器的工作頻率可以超過100 kHz，這也是其應(yīng)用于打標(biāo)領(lǐng)域的優(yōu)勢所在。在不銹鋼材料上進行退火型打標(biāo)，得到的標(biāo)識是清晰的黑色標(biāo)識而且在加工過程中無任何材料被去除。現(xiàn)在這種打標(biāo)工藝已廣泛應(yīng)用于304不銹鋼制品之上。

     彩色打標(biāo)是新近出現(xiàn)的激光打標(biāo)工藝。對不銹鋼、鉻、鈦等金屬材料通過激光脈沖照射提供可控而精確的熱注入時，能夠產(chǎn)生色彩繽紛的氧化物，因此，可以用激光來使金屬表面某一區(qū)域具有不同的顏色從而得到彩色標(biāo)識。研究發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)金屬表面彩色化的關(guān)鍵在于嚴(yán)格控制激光的脈沖能量和脈沖寬度。高頻、低脈沖能量的激光器比較適于該項應(yīng)用，而由于具有可調(diào)節(jié)的脈沖參數(shù)及良好的光束質(zhì)量，光纖激光器是最合適的選擇。通過嚴(yán)格控制熱量注入，光纖激光器能夠在金屬表面打色彩豐富的標(biāo)識。當(dāng)激光脈沖重復(fù)頻率超過125 kHz時，得到的顏色更深，而這種重復(fù)頻率是其它激光器無法達到的。彩色激光打標(biāo)對工件材質(zhì)要求相對較高，對激光性的穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，如果出光不穩(wěn)定，標(biāo)識出來的顏色也會不均勻，材料不是純304鋼，也會出現(xiàn)顏色不均勻，所以都是相對的。

      在塑料和高分子材料上打標(biāo)是激光打標(biāo)，涉及到的材料范圍非常廣泛。除了基底材料本身外，還涉及到多種多樣的填料、增塑劑和色素等，這些都可能會影響到打標(biāo)的結(jié)果。現(xiàn)在有一些紅外吸收材料，它們在塑料基底材料中的少量添加能夠顯著提高激光的打標(biāo)能力。在不同種類的聚合物材料上打標(biāo)時，并不一定總是要求高脈沖能量，實際上高脈沖能量反而很可能是有害的。舉例來說，在對制造輕便剛性模壓制品的熱塑性樹脂和ABS (丙烯腈、丁二烯、苯乙烯) 進行打標(biāo)時，如果脈沖能量較高，雖然打出的標(biāo)識具有很高的對比度，但同時粗糙度也很高；而如果使用較低的脈沖能量，通過提高脈沖重復(fù)頻率以得到等效的平均功率來進行打標(biāo)，與高脈沖能量相比，卻能在保持相同對比度的情況下得到表面光滑的標(biāo)識。脈沖能量過高還可能會使打標(biāo)區(qū)域熔化，反過來導(dǎo)致標(biāo)識的對比度降低。光纖激光器的參數(shù)調(diào)節(jié)范圍很寬，因此可以為特定的情況設(shè)置最適合的參數(shù)。例如，對熱敏材料進行打標(biāo)時，有能力將工作頻率設(shè)置為<10 kHz的光纖激光器就具有特殊的優(yōu)勢。

     光纖激光打標(biāo)技術(shù)的另一個重要的市場是在電子工業(yè)中取代噴墨打標(biāo)技術(shù)。在電子工業(yè)中，噴墨打標(biāo)技術(shù)主要用于集成電路封裝打標(biāo)。集成電路封裝材料主要是一些樹脂類灌封材料，因為制造商對于標(biāo)識對比度都有特別的要求，因此在激光打標(biāo)時需要仔細(xì)的進行參數(shù)的調(diào)節(jié)。當(dāng)使用的激光脈沖重復(fù)頻率<100 kHz 時，打出的標(biāo)識表面很粗糙，其深度可達20 μm，之而產(chǎn)生的問題就是當(dāng)視角不同時，標(biāo)識的對比度會變差。而使用高脈沖頻率，如500 kHz 的光纖激光器，就可以避免這樣的問題。通過高脈沖頻率的光纖激光器打出的標(biāo)識對比度好，表面光滑，線條深度<5 μm，從而消除了視角問題。

     雖然有多種類型的激光器適用于激光打標(biāo)，但光纖激光器多方面的優(yōu)越性使其更具有競爭力。許多激光打標(biāo)系統(tǒng)的經(jīng)營者都希望可以使用同一套系統(tǒng)對多種材料進行打標(biāo)，現(xiàn)在這個要求可以通過新型MOPA光纖激光器得到充分的滿足。MOPA光纖激光器可以在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)脈沖能量、周期以及頻率，使用戶具有更大的操作自由從而能夠在多種材料上制作出完美的標(biāo)識。雖然在幾年前光纖激光器就已經(jīng)有了工業(yè)應(yīng)用，但實際上到了2007年光纖激光器才開始"爆炸"性地發(fā)展。隨著時間的推移，光纖激光器在激光打標(biāo)市場中必將占據(jù)越來越大的份額。打標(biāo)速度快、適應(yīng)性強以及免維護操作等優(yōu)點使光纖激光打標(biāo)機迅速成為塑料及金屬材料打標(biāo)的第一選擇。

     光纖激光打標(biāo)機可加工產(chǎn)品：

五金工具：刀、剪、鉗、錘、螺絲批、扳手、木工鑿等；
量具、刃具：鉆頭、鋸片、絲錐、硬質(zhì)合金工具、車刀、鋼尺、銑刀等；
機械配件：齒輪、軸承、閥門、鋼管、管接頭、緊固件、儀表元件、工業(yè)零配件、絲桿、氣動元件、醫(yī)療器械、不銹鋼標(biāo)牌/銘牌、面板等；
廚衛(wèi)五金：水龍頭、灶具、脫排煙機、水槽、食品加工設(shè)備等；
民用產(chǎn)品：不銹鋼杯、壺、餐具、鐘表、眼鏡、文具、紀(jì)念品、鎖具、鋼木家具等；
適用金屬種類：幾乎包括任何表面導(dǎo)電的金屬,如果非金屬表面鍍金屬層也可以
碳鋼、馬鋼、合金鋼、高速鋼、不銹鋼、硬質(zhì)合金、鋁合金、銅等；
各種表面鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅、鍍黑鈦、煮黑等材料；
各種噴砂、拋光、磨削、拉絲金屬表面等。