高对比度标记
2023.12.21

高对比度标记(High Contrast Marking)是一种革命性的方法,利用激光技术在不同材料表面上制作出清晰、高对比度的标记,这些标记可以是文本、图案、二维码等多种形式。这种技术的核心在于使用高能量密度的激光束,通过精确控制激光的功率、速度和焦点,改变材料表面的物理或化学性质,从而在不使用任何额外油墨或化学物质的情况下,形成持久且清晰可见的标记。

图1.(a)d扫描测量仅用熔融硅(FS)光学压缩的少周期脉冲。d扫描轨迹的倾斜表明有残留的TOD。(b)d扫描测量,在束线中加入2mmADP代替2 mm熔融二氧化硅。所得到的d扫描轨迹显示出一个平坦的轮廓,表明TOD已经被移除。(c)少周期波形谱叠加(a)扫描光谱相位重建为(a)红曲线和(b)蓝曲线。随着ADP晶体的加入,去除熔融硅谱相中测量的明显TOD。(d)残差负TOD给重建的强度包络线(红色曲线)提供清晰的卫星脉冲,使脉冲持续时间扩大到4.7 fs。当实现ADP晶体以补偿这个残余的TOD(蓝色曲线)时,可以测量出高对比度的3.4 fs脉冲。

  激光高对比度标记的原理涉及多种物理和化学过程,包括烧蚀、变色、退火和泡沫化等。烧蚀过程通过激光的高能量密度直接移除材料表面的一层,形成标记;变色过程则是通过调整激光参数来改变材料表面的颜色,而不是物理地移除材料;退火过程通过控制激光加热而不达到烧蚀点,改变材料表面的颜色,通常用于金属材料;泡沫化则是在材料表面产生一层粗糙的纹理,从而改变其反光特性,以形成高对比度的视觉效果。这些过程的选择取决于目标材料的性质及所需的标记效果。

  在工业生产和产品识别中,高对比度标记技术的应用尤为重要。制造业利用这项技术在零部件上标记序列号、生产日期或公司标志,不仅增强了产品追踪的能力,也提升了品牌识别度。在电子行业,由于组件尺寸的持续缩小,对标记清晰度和精度的要求越来越高,高对比度标记技术因其能够在极小的空间内创建清晰可读的标签而变得不可或缺。

  此外,高对比度标记还在防伪和安全领域发挥着重要作用。通过在贵重商品上标记独一无二的识别码或图案,有效地防止了伪造和盗窃行为。在医疗器械领域,激光标记技术确保了设备的可追溯性和合规性,对于维护患者安全和提高医疗服务质量具有重要意义。

  飞秒激光在高对比度标记领域的应用,因其精确控制和高质量的标记效果而备受青睐。飞秒激光发射的超短脉冲能够在极小的热影响区内产生精确的标记,这对于保持材料的原有性能和外观至关重要,尤其适用于对热敏感或容易损伤的材料。其高度的定制性,包括标记大小、深度和复杂性的可调整性,为各种应用提供了广泛的设计灵活性,使得飞秒激光成为实现精细、持久标记的理想选择。

  随着技术的不断进步,高对比度标记技术的应用范围正在不断扩大,从传统的金属、塑料等材料,扩展到玻璃、陶瓷甚至生物组织等更多类型的材料。这种技术的发展不仅推动了制造业的创新,也为产品设计和功能实现提供了更多可能性,包括增强的用户交互和更丰富的信息展示。高对比度标记技术以其独特的优势,正成为现代制造和产品设计中不可或缺的关键技术之一。


参考文献:
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