光学扫描振镜技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

振镜扫描式打标系统主要由激光器，XY偏转镜，聚焦透镜，计算机等构成。其工作原理是将激光束入射到两反射镜(振镜)上，用计算机控制反射镜的反射角度，这两个反射镜可分别沿X，Y轴扫描，从而达到激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记，聚焦的光斑可以是圆形或矩形。

在振镜打标系统中，可以采用矢量图形及文字，这种方法采用了计算机中图形软件对图形的处理方式，具有作图效率高，图形精度好，无失真等特点，极大的提高了激光打标的质量和速度。同时振镜式打标也可采用点阵式打标方式，采用这种方式对于在线打标很适用，根据于不同速度的生产线可以采用一个扫描振镜或两个扫描振镜，与前面所述的阵列式打标相比，可以标记更多的点阵信息，对于标记汉字字符具有更大的优势。振镜扫描式打标系统一般使用连续光泵工作波长为1.06μm的Nd:YAG激光器，输出功率为10～120W，激光输出可以是连续的，也可以是Q开关调制的。近年发展的射频激励CO2激光器，也被用于振镜扫描式激光打标机。

振镜扫描式打标因其应用范围广，可进行矢量打标和点阵打标，标记范围可调，而且具有响应速度快，打标速度高(每秒钟可打标几百个字符)，打标质量较高，光路密封性能好，对环境适应性强等优势已成为主流产品，并被认为代表了未来激光打标机的发展方向，具有广阔的应用前景。

目前用于打标的激光器主要有Nd:YAG激光器和CO2激光器。Nd:YAG激光器产生的激光能被金属和绝大多数塑料很好地吸收，而且其波长短(为1。06μm)，聚焦的光斑小，因而最适合在金属等材料上进行高清晰度的标记。CO2激光器产生的激光波长为10。6μm，木制品，玻璃，聚合物和多数透明材料对其有很好的吸收效果，因而特别适合在非金属表面上进行标记。

第二节 产品工艺特点或流程

振镜是一种优良的矢量扫描器件。它是一种特殊的摆动电机,基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩,但与旋转电机不同,其转子上通过机械纽簧或电子的方法加有复位力矩,大小与转子偏离平衡位置的角度成正比,当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时,电磁力矩与回复力矩大小相等,故不能象普通电机一样旋转,只能偏转,偏转角与电流成正比,与电流计一样,故振镜又叫电流计扫描器。

振镜扫描系统的原理图

而光学振镜系统是一种由驱动板与高速摆动振镜组成的一个高精度、高速度伺服控制系统。光学振镜系统一般是由位置传感器，位置区分器，误差放大器，功率放大器，处理器组成的闭环控制系统。

光学振镜系统原理图

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

2008年德国DILAS公司宣布，德国DILAS半导体激光系统COMPACT系列新增加的500W@400µm一体化半导体工业激光系可提供带高温计的振镜扫描头。在塑料焊接时，高温计和振镜扫描头几乎可同步操作。焊接点的温度可通过单色高温计测定，塑料焊接可预先设定加工温度范围，并在全闭环控制下加工，若使用振镜扫描头亦可自由选择激光加工点。辅助软件可提供全过程的质量控制监测。

振镜扫描头能配合光纤芯径为400um（或200um）的光纤，振镜孔径为20mm或者30mm。在配合使用F-θ透镜后，能保证加工质量。在140mm×140mm的扫描范围内光斑直径为2.8mm(或1.4mm)。德国DILAS一体化半导体工业激光系统新的振镜扫描头配合F-θ透镜、高温计、校准控制器和高温计控制软件使用，操作更加方便快捷。在德国总部应用开发的基础之上，DILAS工业激光系统部为高性能工业半导体激光系统提供可靠的解决方案，广泛涉及半导体激光系统应用，包括光纤耦合，直接光束或线光源在工业上的应用。

2009年,领先的高精度振镜和激光调制控制部件和系统制造商德国瑞镭股份公司(RAYLASE)推出三轴扫描振镜系列的新成员一体式CO2三轴扫描振镜AXIALSCAN-20-C/CS。此新产品保持了以往RAYLASE三轴扫描振镜的高速度、高精度、高稳定性的优点，加上其轻便的一体式组合，更加便于客户安装。该产品已顺利通过CE认证，适用于工业应用。

AXIALSCAN-20-C/CS将原先XY两轴扫描振镜与LT模块合二为一，其独特的紧凑结构与现代化的外形设计，减轻了一半重量，更加经济环保，已吸引了众多客户的青睐。

AXIALSCAN-20-C/CS为范围在100mmx100mm到1,500mmx1,500mm之间的工作范围而设计；其壳体坚固防尘，可以用于极端环境中，与其他三轴振镜相同，AXIALSCAN-20-C/CS可以通过数字控制卡XY2-100标准或模拟电流、电压来控制。

高性能的AXIALSCAN-20-C/CS应用范围广泛，尤其适用于各种大幅面金属、塑料、纺织品、皮革材料上的加工、精细飞行加工等。



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