雷 射 雕 刻 介 紹

一、雷射加工 雷射是一種電磁波，波長接近可見光範圍，有許多性雷射雕刻質與光線相仿，可用鏡片反射或聚焦，某些種類雷射甚至可用光纖傳導。雷射因為有以下幾種特性，工業上使用很廣泛。 
能量集中在一小點，能在瞬間加熱工件。 
位置控制精密度高  非接觸式加工  加工種類多樣：隨雷射種類不同，有切割、雕刻、表面硬化、標識、焊接、融接、蝕 刻等應用。
每種材料的吸收光譜都不一樣，要視材料及加工種類，選用適合的雷射。例如CO2雷射可切割壓克力，YAG雷射對壓克力則幾乎沒反應。
二、常見工業用雷射  CO2 雷射：波長10，600 nm，一般用於金屬切割、塑膠切割、木材雕刻等應用。 
YAG雷射：波長1，064 nm，一般用於金屬與塑膠標識、金屬與塑膠雕刻、金屬焊接、塑 膠融接、金屬表面硬化。 
DIODE(二極體)雷射：800~1，100 nm，一般作為YAG雷射的激發源或應用在塑膠融接。 
Excimer(準分子雷射)：波長193/248/308 nm，一般用於晶圓蝕刻。
塑膠產品大都採用CO2 雷射切割，以YAG雷射雕刻。適用於CO2 雷射切割的塑膠材料為PMMA與ABS，PC愈熱會變焦黑並產生大量煙氣，不適合用雷射切割。YAG雷射在塑膠的應用很多，主要用於雕刻，特別介紹如下。
三、YAG雕刻雷射 YAG雷射的雷射來源為Nd:YAG (釹:釔鋁石榴石) 晶體，雷射由Nd原子產生，波長1，064nm，屬於近紅外線，肉眼無法看到。YAG雷射是工業用雷射中能量最穩定，光點最小的種類。常見的輸出功率為5~100 W，但因為可用Q-Switch將能量轉換成脈衝輸出，實際每次雷射擊發的能量可高達數千到數百萬瓦。YAG雷射構造如下圖：

主要組件： 
雷射晶體：有Nd:YAG 與 Nd:YVO4二種，後者的脈衝頻率較高，適合漆雕。廠內的雷射 即為此類。 
激發源： 燈管或是DIODE二極體發出大量光子，刺激雷射晶體的Nd原子產生雷射。 DIODE光源效率高，使用壽命長。廠內的雷射即使用DIODE激發源。 
反射鏡： 後反射鏡採用100%反射鏡面。前反射鏡採用70%反射，30%穿透鏡片。雷射 晶體、激發源、前後反射鏡等四項零件組成「共振腔」。 
品質開關： 轉換雷射連續波(cw)成為脈衝波(pulse)。 
掃描頭： 利用二塊鏡片控制雷射光束在X與Y軸方向前進，掃描速度相當快，最快可 達9，000mm/s。 
平場鏡片： 將雷射光束聚焦到掃描區平面，常見的有170x170 mm與120x120 mm兩種。 越大的鏡片掃描區越大，產量較大，但解析度會降低。廠內的雷射掃描區大小即為180x180 mm。
工作原理：
來自激發源的光子刺激雷射晶體內的Nd原子產生雷射，經前後反射鏡多次反射，在共振腔內逐次累積能量，高能量的雷射光束穿透半透明的前反射鏡，經過一連串的光圈與放大器進入掃描頭。精密控制掃描頭內的XY反射鏡震動，將雷射導引到預定的位置，利用雷射的熱能加工物件。