一、圖像藝術標刻的發(fā)展及其對激光打標機品質的要求

    顧名思義，圖像藝術標刻即是將通過數(shù)碼相機或掃描儀輸入到電腦中的圖像或在電腦中所畫的圖形和文字用電腦控制系統(tǒng)處理之后，形成相應的控制信號，控制激光聚焦光束的方位和聚焦光斑的移動速度，在物體表面將其標刻出來，并且要達到藝術級的高清晰度、高保真效果。

    要想使標刻出來的圖像具有高清晰度，高保真的效果，就必須使標刻好的圖像具有相應的灰度等級，并且標刻出來的點必須要盡可能的細小，形狀要規(guī)則， 好是圓點，這樣才能體現(xiàn)出圖像的細節(jié)。

    顯而易見，能進行高精度圖像標刻則肯定可以進行其它高精度標刻方面的應用。

    這樣對激光打標機硬件的性能提出了非常嚴格的要求：

    1、波長要短、如1.06微米，經(jīng)聚焦鏡聚焦后光斑才可以很微小，如CO2激光打標機的波長為10.6微米，即使在光束質量相同的情況下聚焦后光斑大小是波長為1.06微米的激光打標機的10倍。越小的光斑直徑，在進行圖形標刻時，越可以體現(xiàn)出相應的細節(jié)，標刻出的圖形就越清晰，保真的效果就越好；而且，波長較短，對金屬的作用效果好，反射率低。

    2、光束質量要好，必須是TEM00基模輸出，M2要盡可能小，才能使聚焦后光斑尺寸小，才能達到好的，高精度，高清晰度的標刻效果。

    3、脈沖重復頻率要高，由于進行圖形圖像標刻，要想有好的效果，則圖像的像素越密集越好，但這樣帶來一個問題，即像素越多，需要進行標刻的點也越多，如果激光打標機的脈沖重復頻率不高，則需要的很長的加工時間，這樣造成工作效率很低；因此，只有很高的脈沖重復頻率，才能做到高效率的加工效果。

    4、高的可靠性，長時間的免維護時間，高的整體電光轉換，節(jié)約用戶的使用和維護成本。

二、傳統(tǒng)CO2、燈泵YAG激光打標機和半導體泵浦YAG激光打標機在精細圖像標刻方面的固有缺陷

    傳統(tǒng)CO2激光打標機在精密圖像標刻方面幾乎沒有應用，由于CO2激光打標機的波長為10.6微米，而且是多模光束，聚焦后光斑直徑在0.2mm左右，根本不適合于進行高精度的圖像和圖形標刻。

    燈泵Nd:YAG激光打標機的輸出是多模激光，光束質量M2為12以上，聚焦后光斑直徑在100微米左右，還是不適合用于高質量的圖形標刻，而且燈泵的ND:YAG激光打標機的脈沖重復頻率較低，因此在進行圖形標刻時的速度必然很慢。此外，燈泵的YAG激光打標機由于每隔幾百到一千多小時即需要進行更換泵浦燈，需要拆開激光打標機進行維護與調整，給 終用戶帶來極大的不便。燈泵的YAG激光打標機的整體電光轉換效率在1%至2%左右，需要進行水冷，因此帶給客戶極大的使用和維護成本。

    半導體泵浦的Nd:YVO4固體激光打標機（DPSLL）雖然可以做到基模輸出，但其實際的光束質量M2為4左右，聚焦后光斑尺寸在50微米左右，可以進行普通的較精細的標刻，但進行圖像標刻其光斑還是太大，不能充分體現(xiàn)出圖像的細節(jié)部分。而且DPSLL的可靠使用壽命只有1萬小時左右。

三、IPG脈沖光纖激光打標機的特點及其在高速、高精度圖像藝術標刻和精密標刻應用方面的優(yōu)勢

    IPG Photonics公司的平均功率10瓦的脈沖光纖激光打標機（YLP-0.5/80/10）是為高速、高清晰度圖像藝術品標刻和高速、高精度激光打標而量身定制的一款性能優(yōu)異的激光打標機。它獨一無二的性能使其在激光標刻方面具有其它激光打標機無可比擬的優(yōu)勢。

    1．極其優(yōu)異的接近衍射極限的光束質量，標準的TEM00單模輸出，輸出波長為1.06微米，單脈沖能量0.5MJ，準直后光束直徑10mm，M2<1.8，光束發(fā)散角為0.24mrad左右；經(jīng)焦距適當?shù)耐哥R聚焦后，光斑直徑可以小至10微米左右（只有多模的Nd:YAG激光打標機的1/10），工作點的峰值功率密度非常高，達109W/cm2，使10瓦平均功率的脈沖光纖激光打標機用于激光標刻時的效果超過平均功率50瓦的YAG激光打標機，打出的圓點不僅直徑非常小，每英寸的長度可輕易的打點3000個以上， 而且圓度非常高，非常細膩，輪廓規(guī)則清晰，圓孔的壁陡，光滑，孔底平整，在進行高清晰度的圖像標刻等藝術級的應用時，可以非常容易的體現(xiàn)出一些很細膩的特征。

    2．脈沖重復頻率高（20KHz到120KHz）；如此高的脈沖重復頻率，再配以高速高精度振鏡和控制系統(tǒng)，這對實現(xiàn)需要大量標刻點數(shù)的圖像藝術品的高速標刻有著決定性的意義。而且輸出功率非常穩(wěn)定，單個脈沖的能量的波動不會超過1%；這就保證了好的標刻質量。

    3．高可靠性，采用免維護的調Q光纖主振蕩器+光纖功率放大器的技術，平均無故障工作時間在10萬小時以上（燈泵YAG在幾百小時左右，DPSLL在5000小時左右）；可在惡劣的環(huán)境下24小時連續(xù)工作（由于其光纖光柵的諧振腔置于光纖內部，即使在高沖擊，高震動，高濕度，有灰塵的條件下皆可正常運轉，而環(huán)境溫度范圍允許在-20C至+50C之間）。極大的減低了 終用戶的生產(chǎn)和維護成本，極大的縮短了加工時間，成倍的提高了工作效率。

    4．非常高的整體電光轉換效率，無體積龐大的電源系統(tǒng)，10瓦脈沖光輸出的整機耗電只有110瓦左右，大幅度減低了使用的電費（只有燈泵YAG激光打標機的1/10）；免維護，無需龐大的水冷系統(tǒng)，只需簡便的風冷即可，免除水冷系統(tǒng)的維護；其外型緊湊體積�。ㄖ挥形募�夾大�。�, 光纖輸出，可以靈活的應用，易于系統(tǒng)集成，節(jié)約工作場地，節(jié)約運行成本節(jié)約維護和運行成本（粗略估算光電費、直接維護費用即可比Nd:YAG激光打標機節(jié)省5萬元/年左右，還不包括維修、停產(chǎn)等造成的材料浪費及人力浪費等），大幅度提高用戶的投入產(chǎn)出比

    5．光纖輸出，其外型緊湊體積小,易于系統(tǒng)集成,無需龐大的水冷系統(tǒng)，只需簡便的風冷即可；可以集成為業(yè)界體積 小的，性能 好的便攜式的移動標刻系統(tǒng)，使客戶可以靈活的應用，節(jié)約工作場地，節(jié)約運行及維護成本，特別是可以非常方便的應用于超凈的工作環(huán)境中。