上海市青浦区徐泾激光镭射加工

仔细调整激光器的参数，可以产生更为光亮的表面，以展现出对比度提高的熔融效果。通 过使用~1mJ的脉冲能量，可以在铝材上形成色泽较深、氧化程度高的表面，但是，如果想要获得低的L*值，同时又能够获得坚固的、非易碎型的表面，使得标记的外观不会随着观察角度的变化而改变，则需要对工艺进行仔细的控制。提高消融水平以形成微粗糙表面，也可以获得颜色更深、吸收性较高、L*值较大的表面 （图3）。所显示的表面尺寸均<10μm，表面粗糙度（Ra）远低于<5μm。

用5ns、75μJ的激光器处理的深灰色铝材表面，放大倍数：200X

从铝表面去除阳极化涂层是一种广泛使用的技术，相同的规则也适用于在基板上应用激光——熔融性强便意味着能够产生更具反射效果的表面。不管是裸铝材还是阳极化铝材，打标速度均达到1-2m/s的高水平。最近，已经开发出在特定阳极化涂层上的激光打标技术，使用低纳秒、亚纳秒光纤激光器可以获得<30 的L*值，尽管其打标速度比上述方式要低得多。

通过与抛光前的表面粗糙度对比，可以看出经激光处理表面的粗糙度差异（<1μmRa）。但表面结构更为复杂，表面区域得到了极大改善，从而形成了高吸收性表面。这从图4可以看出。

 玻璃的激光表面毛化处理或打标

出乎意料的是，与用于铜质材料几乎相同的参数也可应用于无涂层硼硅酸盐玻璃上下层表面的打标。这进一步支持了有关非线性吸收是由于高峰值功率光纤激光器的影响而产生的假说。检查划片区，可以看到“龟裂”情况非常有限，裂纹<10μm，表面粗糙度<5μmRa。图6显示了低倍镜下的划线及非开裂 状况。

出乎意料的是，与用于铜质材料几乎相同的参数也可应用于无涂层硼硅酸盐玻璃上下层表面的打标。这进一步支持了有关非线性吸收是由于高峰值功率光纤激光器的影响而产生的假说。检查划片区，可以看到“龟裂”情况非常有限，裂纹<10μm，表面粗糙度<5μmRa。图6显示了低倍镜下的划线及非开裂 状况。

这个过程中最有趣的结果如图7所示。其中，玻璃表面的反射率可以通过改变扫描参数进行严密控制。

图7：经扫描速度为1–1.5m/s的150皮秒激光处理的无涂层硼硅酸盐玻璃的效果

讨论及总结

本文探索了如何量化激光打标和表面毛化处理，并使用这些技术对铝材进行激光打标。对更具挑战性的铜材和无涂层玻璃表面进行打标的技术表明，未来还将会有适用于范围更广泛的表面结构的工艺应用出现。

铜金属之间或与其它金属之间的激光焊接一直是低功率热传导焊接领域的一项难题，这是因为同时存在固有的高反射率和扩散系数，以及不一致的原生表面氧化层。事实表明，这种深色打标技术在焊接铜时，可以提高一致性。作为正在进行的研究的一部分，通过激光束来改善和