吳富民 海蓮 王宇

摘 要：光是光源工作物質(zhì)原子中的電子在電場(chǎng)作用下吸收能量后，發(fā)生躍遷，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，但是這種躍遷是不穩(wěn)定的，躍遷的原子難以構(gòu)成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，在外界干擾下容易再?gòu)母吣芗?jí)回落到低能級(jí)并釋放出能量，釋放的能量以光子的方式放出。

關(guān)鍵詞：雕刻機(jī)；激光雕刻；激光切割原理

中圖分類號(hào)： TN20 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： T

一、激光的產(chǎn)生

（一）激光背景

由于處于激發(fā)態(tài)的原子難以在較高的能級(jí)保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。即便外界干擾很小甚至不存在外界干擾時(shí)，處于激發(fā)態(tài)的原子也會(huì)產(chǎn)生受激輻射由高能級(jí)返回低能級(jí)，并輻射出能量。由于激發(fā)態(tài)的原子的這種自發(fā)輻射是完全獨(dú)立不受外界影響的，所以，原子朝周圍散射放出能量，每個(gè)原子發(fā)射光子完全不同。受到同頻率、同相位，同傳播方向的光子受激輻射產(chǎn)生的光子。通過這種方式產(chǎn)生的光子都具有相同頻率、相同位相、相同偏振態(tài)并沿相同方向傳播。所有的光子朝同一方向傳播，這就是激光高能的原因。

（二）原理結(jié)論

由激光器發(fā)光原理可知，只要工作物質(zhì)的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)無(wú)論多小的初始自發(fā)輻射，都一定可以被放大。但實(shí)際一般來(lái)說(shuō)，工作物質(zhì)由于其特性不可能特別長(zhǎng)，在現(xiàn)實(shí)中激光器發(fā)出激光束的原理是在光源進(jìn)出口兩端各放一塊反射鏡，使得發(fā)出的光束來(lái)回反射，多次通過工作物質(zhì)的光被不斷地放大達(dá)到使用的要求。在光源系統(tǒng)中為了充分利用光能，放大系統(tǒng)往往置于聚光腔體中，防止光源發(fā)出的光散射。

激光作為光光的一種，與自然界可見光一樣，都是由激發(fā)態(tài)的原子在高能級(jí)和低能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生的光子形成的。但是激光和可見光的不同之處在于，可見光光是由光源中原子自始至終自發(fā)發(fā)射產(chǎn)生的。而激光則僅在開始的時(shí)間內(nèi)依賴于自發(fā)輻射，然后完全由受激輻射發(fā)射出光子。正是激光器發(fā)出的幾乎所有的光都是由受激輻射形成的，這使得激光發(fā)出的光子具有相同頻率、相同波長(zhǎng)、和完全相同的傳播。

二、激光雕刻（切割）原理

激光雕刻（切割）系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

由圖可知激光雕刻系統(tǒng)由激光電源、光源冷卻、雕刻機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。

激光雕刻是以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介的一種高效率的雕刻方式。激光雕刻就是將激光束照射到工件表面時(shí)釋放的能量來(lái)使工件表面融化并蒸發(fā)，以達(dá)到對(duì)工件加工雕刻的目的。激光雕刻加工材料的瞬時(shí)熔化和汽化特性可使激光雕刻達(dá)到加工目的。激光雕刻是利用激光技術(shù)將文字寫在物體上，這種技術(shù)刻字沒有標(biāo)記，物體表面仍然光滑，而且筆跡不會(huì)磨損。激光加工特點(diǎn)：沒有與材料表面接觸、表面平整、雕刻材料無(wú)需固定、加工精度高、速度快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

三、激光雕刻分類

（一）點(diǎn)陣雕刻

點(diǎn)陣雕刻像高精度點(diǎn)陣印刷。激光頭擺動(dòng)，每次雕刻由一系列點(diǎn)組成的線，然后激光頭同時(shí)移動(dòng)并同時(shí)雕刻多條線。最后，形成整個(gè)板的圖像或文字。掃描圖形、文本和矢量化可以用點(diǎn)陣雕刻。

（二）矢量切割

矢量雕刻是在圖像和文本的外部輪廓上進(jìn)行的。矢量雕刻圖案通常用于木材、丙烯酸、紙張和其他材料的切割，也用于標(biāo)記各種材料的表面。

（三）位圖雕刻

先在圖片處理軟件上將我們所需要雕刻的圖形進(jìn)行掛網(wǎng)處理并轉(zhuǎn)化為單色BMP格式，而后在專用的激光雕刻切割上位機(jī)中打開該圖形文件。然后再上位機(jī)上根據(jù)所加工的材料進(jìn)行設(shè)置合適的參數(shù)，而后點(diǎn)擊運(yùn)行，激光雕刻機(jī)就會(huì)根據(jù)圖形文件產(chǎn)生的點(diǎn)陣效果進(jìn)行雕刻。

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