這十年來，光纖激光技術已迅速成為(wei) 1微米波長的材料加工應用中的主要候選技術，尤其在標刻應用中，光纖激光器已占據激光源的三分之一。光纖激光源為(wei) 用戶提供簡潔的低成本解決(jue) 方案，無需維護，降低產(chan) 權方案的成本。對於(yu) 非技術用戶來說，這也是一種“安裝之後就不必管它”的選擇。

        對於(yu) 許多激光來說，由於(yu) 在使用氣體(ti) 或棒狀激光器時，光學器件、熱透鏡或其它對準效應的下降，維持光束質量通常很困難的。事實上，可以采用對特殊模式進行光學設計來滿足特別的材料加工應用。

        最新一代的納米脈衝(chong) 光纖激光器簡潔緊湊，調整光束質量後的光源非常靈活，有若幹可配置的脈衝(chong) 選項。這將改進大多數應用的工藝。近來，峰值功率和脈衝(chong) 能量的提高使得傳(chuan) 統標刻加工邁上了新的台階，也使激光器成為(wei) 功能強大的精密加工工具。 

        許多光纖激光器基於(yu) 調Q類型的設計，並且模仿了其他固態激光器的能力。這種光源仍主要應用於(yu) 當前的標刻應用中，它受限於(yu) 脈衝(chong) 參數的能力，不能突破重複率小 於(yu) 100千赫的限製。基於(yu) 主振動率放大器（MOPA）設計的光纖激光器使用直接調製的種子激光器和放大器通路，能靈活控製如脈衝(chong) 長度和頻率等脈衝(chong) 參數。 

        例如，SPI最新的MOPA設計能夠達到很高的峰值功率，這是無法在標準調製時達到的，在平均輸出功率為(wei) 40瓦時，一些模式的峰值脈衝(chong) 功率能超過20千 瓦，在30千赫時脈衝(chong) 能量能大於(yu) 1.25mJ。另外，這些模式的脈衝(chong) 頻率範圍高達1到500千赫，脈衝(chong) 持續時間範圍為(wei) 20到200納秒，並且能在連續波 （CW）模式下工作。 

　　材料加工中，影響質量和生產(chan) 能力的一些關(guan) 鍵參數包括：峰值脈衝(chong) 功率（千瓦）、脈衝(chong) 能量（mJ）、脈衝(chong) 頻率（千赫）、平均功率（瓦）、脈衝(chong) 持續時間（納秒）和光束質量（M2）。大多數脈衝(chong) 激光材料加工應用需要綜合考慮上述參數。 

        脈衝(chong) 加工在本質上嚴(yan) 重依賴於(yu) 重疊激光光斑才能取得理想的結果。盡管高一些的重疊也可以讓標記的外觀幾近平滑，但通常對於(yu) 許多激光加工(laser oem)來說，普遍接受的是大於(yu) 30%的光斑重疊。高重複率意味著可以達到更高的加工速度。在500千赫時，當掃描速度高達8米/秒時就能夠取得30%光斑重疊的效果。 

圖1 （上圖）25kHz0.8mj斑點標記，（下圖）375kHz0.05mj平滑高對比度標記5米/秒

        在加工敏感材料時，需要仔細控製熱輸入，通常最好采用較短的脈衝(chong) 和較高的重複率。在加工塑料和聚合材料時，則最好維持峰值功率並且限製每單位長度的總熱輸入（見圖1）。其他應用加工，如除漆（24小時標記）、彩色標記、集成電路打標以及薄膜圖案生成（太陽能電池和液晶屏幕），則最好要滿足大於(yu) 100千赫的條件。 

        光束質量對許多應用來說有著決(jue) 定性影響，低M2並不是在所有場合中適用，因而在考慮是否適合某用途時必須考慮光束質量。低M2光束能在加工域上產(chan) 生更小更 深的斑點，但是更高的峰值功率將導致過度的中心點強度，從(cong) 而導致問題發生，例如在薄膜製圖或清除應用中引發基底損壞。當區域較大時，由於(yu) 行距較小，就需要 較小斑點加工更多次。在這些應用中，高M2光束在更寬的功率分布時，更適用於(yu) 區域加工。 

圖2 光束質量的對比

        在SPI公司，我們(men) 已經開發了一係列脈衝(chong) 激光器，可以廣泛用於(yu) 標稱需要不同光束質量的應用（見圖2）。激光器光束質量的影響極為(wei) 顯著，主要與(yu) 產(chan) 生的聚焦斑點尺寸相關(guan) 。對比研究則顯示出斑點尺寸對於(yu) 標刻和鑽孔加工應用的影響。當激光脈衝(chong) 數量相同時，單模脈衝(chong) 激光器可以產(chan) 生窄深的高深寬比的孔，而更高模式的激光器則產(chan) 生漸寬漸淺的孔。這一結果或許在多數情況下有效，不過要指出的是，最終特征不必嚴(yan) 格與(yu) 估算的斑點尺寸一致，這應該視應用的要求而定。