激光打標機掃描振鏡關鍵技術
打標應用中，掃描振鏡采用的反射鏡類型包含有石英基底材料，厚度在2.0和7.0 mm之間，這取決(jue) 於(yu) 反射鏡尺寸和角加速度。電解質鍍膜在對應的波長範圍內(nei) （例如，對於(yu) 高功率半導體(ti) 激光器和入射角兩(liang) 側(ce) 偏轉範圍超過±12 時，在780 nm和980 nm之間）提供足夠的反射率（>98.0%）。這種反射鏡通常能承受的功率密度達500 W/cm2，對於(yu) 傳(chuan) 統的打標應用綽綽有餘(yu) 。掃描頭引入其他應用場合後帶來了其他挑戰，比如聚合物焊接。這些應用要求對工件溫度進行精確控製，通常通過高溫計進行非接觸式測量。對於(yu) 這項技術，工件的熱輻射信號必須從(cong) 激光光斑位置沿激光光路返回到傳(chuan) 感器中，比如，通過振鏡鏡片反射回。高溫測量典型波長範圍為(wei) 1.7到2.2 m。由於(yu) 該波長範圍內(nei) 的介電層對於(yu) 激光輻射是可穿透的，因此在石英基底背麵加上一層鋁鍍膜便可解決(jue) 問題。這裏應提醒讀者，如果要擴展波長範圍，則需要調整掃描光學係統。 更高功率的其他新應用，比如激光遠程焊接、遠程切割、或掃描熱處理，要求幾百瓦到甚至數千瓦的功率，這對振鏡掃描頭提出了新的挑戰。即使介質反射鏡反射率很高（特別有鍍鋁層後），部分光線（<2%）仍可能透射並被反射鏡基底或周圍部件吸收。對於(yu) 低功率激光器而言，這種情況很好處理。不過高功率激光器可能導致裝置內(nei) 部產(chan) 生大量熱量，由此導致明顯的熱漂移和不合格的長期穩定性波動。因此，掃描裝置水冷功能非常必要，但通常不足以解決(jue) 問題。這是因為(wei) 它無法避免石英反射鏡的熱載荷和其導致的影響，比如導致膠層形變甚至變軟或者由於(yu) 轉子和軸承發熱導致振鏡驅動故障。因此，新的鏡麵技術必不可少。
石英的一大缺點是它的熱導率很低，這導致它的冷卻性能很差。矽基材料，比如矽或碳化矽，可提供較高的熱導率。由於(yu) 碳矽基材料強度更高，因此允許減小其厚度，盡管其密度較高，仍可減輕總體(ti) 質量。如果使用不透明基底，如Si或SiC，寬波段反射鍍鋁層可直接鍍在鍍電介質膜和矽基材料之間介電層上。對反射鏡基底機械設計進行仔細的模型計算，可在穩定性、重量、導熱性和轉動慣量方麵獲得最優(you) 化的設計。
對於(yu) 係統設計，包括伺服電路板、振鏡電機和反射鏡，有幾項參數需要特別精確：
反射鏡重量；
反射鏡轉矩；
鏡麵形變（機械彈簧）；
反射鏡和驅動電機之間連接部位形變；
反射鏡和驅動電機係統的響應頻率。
以矽為(wei) 基底，可以減小反射鏡厚度（重量），同時形變、應力和較厚的石英基底反射鏡相同（見圖3）然而，由於(yu) 該反射鏡係統重量，應力和形變仍然較大。矽基底仿真圖表明慣量和重量都降低15%，頻率幾乎保持不變。
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