隨著電子技術的飛速發展，電子產(chan) 品更新換代的速度越來越快，要求電子製造企業(ye) 必須以更快的速度向市場提供更具有成本效益的產(chan) 品。一款產(chan) 品從(cong) 入庫、生產(chan) 、檢測、出庫，需要建立一條完整的數據追溯體(ti) 係，以實現內(nei) 部產(chan) 品質量控製。為(wei) 實現產(chan) 品追溯，必須對產(chan) 品進行文字或條碼標識，以賦予產(chan) 品一個(ge) 獨一無二的“身份證”。

近年來，工業(ye) 製造中對精密打標的需求出現積極的勢頭。尤其是，優(you) 質消費品的生產(chan) 正推動這一趨勢以確保最高質量，例如可用於(yu) 部件跟蹤、管理供應鏈質量以及防範產(chan) 品盜版的徽標和超精細二維矩陣代碼的打標。在許多情況下，此類代碼有意讓消費者無法看到，但可由生產(chan) 流程中的傳(chuan) 感器讀取。由於(yu) 這些優(you) 勢，各種工業(ye) 製造行業(ye) 中越來越多地利用精密激光打標，包括微電子、半導體(ti) 和汽車行業(ye) 。

激光打標技術作為(wei) 一種現代精密加工方法，與(yu) 腐化侵蝕，電火花加工，機械刻劃，印刷等傳(chuan) 統的加工方法相比，具有無與(yu) 倫(lun) 比的優(you) 勢：

◆采用激光打標做加工手段，激光與(yu) 工件之間沒有加工力的作用。激光具有無接觸，無切削力，熱影響小的優(you) 點，保證了工件的原有精度。◆激光的空間控製性和時間控製性很好，對加工對象的材料品質、形狀、尺寸和加工環境的自由度都很大，特別適用於(yu) 自動化加工和特殊麵加工。

◆激光打標機標刻刻劃精細，線條可以達到毫米到微米量級，采用激光標刻技術製作的標記仿造和更改都非常困難，對產(chan) 品防偽(wei) 極為(wei) 重要。

◆激光加工係統與(yu) 計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備，可以打出各種文字，符號和圖案，易於(yu) 用軟件設計標刻圖樣，更改標記網站內(nei) 容，適應現代化生產(chan) 高效率，快節奏的要求。

圖 1：在麵向移動設備市場的陶瓷蓋部件上打標的 20 x 20 點數據矩陣，總矩陣尺寸為(wei) 900 x 900 μm

要實現這些精密打標結果，激光器類型的選擇至關(guan) 重要。通常而言，低精度低質量的激光打標主要使用紅外光纖激光器，原因是使用紅外光纖激光器的成本較低。而在另一個(ge) 極端情況下，雖然超短脈衝(chong) 皮秒和飛秒激光器能夠在幾乎任何材料中實現高質量的打標結果和二維矩陣代碼，但成本卻高出許多。

如何解決(jue) 成本與(yu) 性能的困境？這裏給出的解決(jue) 方案是：設計精良的脈衝(chong) 紫外納秒激光器。

Spectra-PhysicsExplorer®One™係列，可滿足打標尺寸小到100µm的超精細數據矩陣所需的所有關(guan) 鍵要求。由於(yu) Spectra-PhysicsExplorer®One™係列能夠聚焦到更緊密的光斑尺寸，並且在大多數材料中的吸收深度較淺，其紫外波長可產(chan) 生更精細的特征和標記。ExplorerOne還可提供極高的光束質量，例如像散性和M²都很低的圓形光束剖麵，讓用戶能夠實現接近衍射極限的焦點光斑。ExplorerOne激光器的典型橢圓度<1.1，像散性<0.1*，M²約為(wei) 1.1。

由於(yu) 高質量的結果還取決(jue) 於(yu) 要加工的具體(ti) 材料，所以需要廣泛而靈活的激光器參數來覆蓋各種材料。ExplorerOne係列提供在紫外範圍>100µJ、在532nm時>200µJ的高能量型號以及在355nm時最高>4W和532nm時最高>5W的更高功率版本，通過高重複頻率來滿足這些需求。

我們(men) 還需要先進的脈衝(chong) 控製功能來促進高質量加工。具有恒定脈衝(chong) 能量的按需脈衝(chong) （E-Pulse™）可實現快速精密打標並提供PSO運動功能。ExplorerOne的閉環脈衝(chong) 能量控製功能稱為(wei) E-Track™，可實現每個(ge) 激光脈衝(chong) 的精細控製，從(cong) 而產(chan) 生超精細的結構。

圖 2：鈉鈣玻璃上打標的 20 x 20 點數據矩陣

借助ExplorerOne係列，我們(men) 演示了移動設備應用（圖1）以及鈉鈣玻璃（圖2）中使用的陶瓷中的超精細機器可讀條形碼的打標。憑借紫外波長，我們(men) 能夠生成尺寸小於(yu) 10µm的點，從(cong) 而產(chan) 生20x20點的200µm數據矩陣。由於(yu) ExplorerOne激光器卓越的光束屬性，我們(men) 使用包含f=100mm遠心透鏡的振鏡實現了這些小點，即采用適度的聚焦，而沒有複雜的樣本定位要求。使用振鏡可對20x20條形碼實現高加工速度和約100ms的打標時間。

另一項需要超精細結構的應用是徽標的直接寫(xie) 入。嚴(yan) 苛的表麵質量要求決(jue) 定了超精細結構的使用，以便這種徽標的對比度在不犧牲表麵形貌的情況下生成新奇而優(you) 質的外觀。在許多情況下，表麵必須保持光滑，或者在人類觸摸時產(chan) 生某種觸感。在圖3中，我們(men) 演示了通過ExplorerOne紫外激光器在陶瓷部件上打標的這種徽標。

圖 3：拋光陶瓷表麵上的徽標打標

陶瓷是潛在優(you) 質的消費電子外觀件材質。消費電子的外觀件主要是起保護作用，確保內(nei) 部的電子元器件正常工作不受損壞。其要求包括材質輕便、硬度高（耐磨耐刮）、不屏蔽通信信號、手感好、散熱性好（延長待機時間）、成本低。陶瓷相比金屬而言成本適中，性能接近金屬且不會(hui) 幹擾信號，是潛在的優(you) 質替代品。目前，陶瓷在消費電子領域主要應用包括：手機機殼、指紋識別貼片、智能穿戴外觀件。陶瓷在消費電子上的廣泛應用得益於(yu) 材料科學的不斷進步，使得陶瓷材料從(cong) 古時使用粘土、長石、石英等傳(chuan) 統陶瓷原料擴大到非矽酸鹽、非氧化物的範圍，並出現多種新工藝。

* 標準化為(wei) 瑞利長度

綜上所述，具有引人注目的成本和性能的脈衝(chong) 紫外納秒激光器能夠有效地在二維數據矩陣以及徽標打標中使用的各種材料上生成超精細的結構。相信隨著技術的進步成熟，這一市場有望能被進一步打開。