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MOPA脉冲光纤激光器应用于不锈钢激光打彩原理分析

    不锈钢是一种清洁无毒,具有良好的耐蚀性和耐磨性的材料,在各行各业中得到广泛地应用。通常不锈钢呈现为银白色,而着色的不锈钢不仅保持原有的良好性能,甚至优于原有的性能,使它的用途更广。在不锈钢激光打彩的实际应用中,彩色打标效果调试较难,在参数设置一定的情况下,随着激光器、振镜和场镜等的更换,呈现出来的颜色也会出现差异。
 
    不锈钢显色原理
 
    1.不锈钢中的金属元素氧化后的产物本身会呈现颜色。如:Fe2O3表现为红棕色,Cr2O3表现为绿色等。
 
    2.在合适的激光能量作用下,不锈钢表面会形成一层无色透明的氧化物薄膜,这层薄膜会产生干涉现象。
mopa脉冲激光器不锈钢打彩
 
    在白光的照射下,发生干涉后的光由氧化膜的厚度决定具体是哪种波长的光被加强,并且随着人眼观察角度的变化,氧化膜呈现的颜色也会发生改变。
 
    在应用MOPA光纤激光器进行不锈钢打彩时,因MOPA脉冲光纤激光器脉宽及频率可调的特性。我们可调节的参数涉及填充密度、扫描速度、平均功率、重复频率和脉宽。在带来丰富色彩的同时也让确定颜色的调节有了更多选择。
 
    在相同条件下,改变脉宽比改变频率更能引起颜色的变化;在相同速度和频率范围内颜色基本相同;在相同单脉冲能量和光斑重叠率范围内颜色也保持较好的一致性。
 
脉冲脉宽
 
    影响因素---脉宽与频率。
 
    在相同条件下,改变脉宽比改变频率更能引起颜色变化,且较为饱满的颜色主要集中于中小脉宽填充密度0.001mm、平均功率4.4w、扫描速度800mm/s的条件下,不同频率和脉宽对颜色的影响。
 
光斑重复速度
 
    影响因素---速度与功率。
 
    在一定速度范围和功率范围内标刻出的颜色相同。如图2,在300-800mm/s速度范围和4.3w-9.8w平均功率范围内,标刻出的颜色均为蓝色。
 
    填充密度0.001mm、脉宽4ns、重复频率350k的条件下,平均功率与速度变化对颜色的影响。

光斑重叠率
 
    影响因素---单脉冲能量与光斑重叠率。
 
    在相同单脉冲能量范围和光斑重叠率范围内标刻出的颜色相同。如图3,在相同单脉冲能量范围和光斑重叠率范围内标刻出的蓝色。
 
    填充密度为0.001mm、脉宽为4ns、单脉冲能量范围为0.012-0.028mJ和光斑重叠率范围为94.3%-97.8%条件下的颜色效果。
 
    

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