自20世紀80年代以來，處理大型膠片的工業(yè)市場出現(xiàn)了巨大的變化，幾乎完全被激光器和數(shù)字處理所取代。從那時起，在印刷行業(yè)中，雕刻網(wǎng)版常用的技術是使用RF激勵CO2激光器，功率高達1kW，可以根據(jù)雕刻的圖案來調整功率（圖1）。
圖1：激光雕刻網(wǎng)版，在被雕刻的地方，印刷的顏色會從網(wǎng)孔中通過。
網(wǎng)孔被薄的聚合物層所覆蓋，用調制的激光光束雕刻這一層，在被雕刻的地方將會打開網(wǎng)孔中的洞。這是一種非常有效的生產(chǎn)印刷版和滾筒的方法，特別是涉及到大批量印刷時。幾乎所有用于紡織品、地毯、壁紙和紙幣的一些功能的印刷都能使用這種技術。
對CO2激光器的直接調制受限于10kHz左右，主要是由于亞穩(wěn)態(tài)氮，這是激光氣體混合物的一個主要部分。當前在管和罐的印刷中使用的技術要求有更高的脈沖頻率，大約幾百千赫。這主要是由于更高的分辨率所要求，而不是由于材料的真實3D結構所要求。雕刻網(wǎng)孔基本上是一個2D過程，而雕刻印刷版和聚合物或橡膠滾筒是一個具有復雜結構的3D雕刻過程。每個直接雕刻的結構都需要堅實的底座以在印刷過程中保持穩(wěn)定，它們可能在頂部有著復雜的幾何形狀，例如一個輪廓清晰的圖案和用來補償網(wǎng)點擴大的咬邊。
未來，高防偽印刷（紙幣、安全文件、護照等，如圖2）將需要至少500kHz或更高的頻率，同時業(yè)界現(xiàn)在想在包裝設計中實現(xiàn)照相效果般的印刷，這也需要類似的性能。
圖2：用激光雕刻印刷紙幣用的滾筒
相比直接調制RF激光的放電，聲光調制器（AOMs）可以用調制頻率快得多的方法來控制激光光束。但是聲光調制器由于在鍺晶體的吸收及其損傷閾值而受到限制。為了獲得最好的輸出結果，必須精心設計聲光調制器、激光源和光束路徑。
對所有先進的激光器進行測試，特別是它們的脈沖行為、功率穩(wěn)定性、指向穩(wěn)定性和模式。上升和下降時間決定脈沖行為，因此也決定著雕刻速度?；旌蠚怏w中的氮會降低脈沖頻率至10kHz左右。這對于過去的很多應用已經(jīng)足夠，但對于未來的需求來說是不夠的。典型的激光功率和時間關系圖顯示出±5~10%的偏差值。
這絕對不適合控制3D雕刻材料。被測試的各種激光器的激光指向穩(wěn)定性出奇的好，這對于聲光調制器的使用（對入射角非常敏感）將起著直接的影響。
在接近聲光調制器的功率極限時，鍺晶體對不良的激光場模式非常敏感。熱點會導致出射光束變形并很容易破壞晶現(xiàn)出不良的激光模式。通常情況下，輸出耦合器和聲光調制器之間的距離應該在2m左右或更多，這樣會有更好的激光場模式（圖3）。
圖3：全功率的CO2 激光器分別在1m的距離（a）和6m（b）的距離，左邊是2D圖，右邊是3D圖。
有時這難以實現(xiàn)，尤其是在緊湊型的雕刻設備中。
新的CO2激光器項目
明智的選擇是在經(jīng)典的折疊CO2激光器的諧振腔結構中使用現(xiàn)代的材料（像碳纖維），這樣能實現(xiàn)高穩(wěn)定的諧振腔和接近完美的光束模式。碳纖維管的熱膨脹系數(shù)非常?。ㄐ∮?μm每米和開爾文），尤其是設計得很好時，例如用加強有限元計算方法（FEM）來優(yōu)化熱力學行為的設計。
光束路徑優(yōu)化。定制的碳纖維光學元件用于實現(xiàn)激光諧振腔的高精度，以及設置聲光調制器和紅外（IR）照相機（PyroCams）的光束路徑，這樣能在線可視化光束模式。在聲光調制器的前面和后面放置的兩個PyroCams紅外照相機（圖4）能精確地測量鍺晶體的影響（特別是變形）。
圖4：碳纖維CO2 激光器，在聲光調制器的前面（藍色）和后面（黃色）有兩個紅外照相機。
六軸。鍺晶體聲光調制器能提供較好的性能，能達到甚至超過600W CO2激光器的功率，前提是激光光束模式接近高斯形狀。如果功率太高，尤其是如果在晶體表面出現(xiàn)熱點，就會很容易損壞。
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