激光打標設備的核心是激光打標控制系統(tǒng)，因此，激光打標的發(fā)展歷程就是打標控制系統(tǒng)的發(fā)展過程。從1995年到2003年短短的8年時間，控制系統(tǒng)在激光打標領域就經(jīng)歷了大幅面時代、轉(zhuǎn)鏡時代和振鏡時代，控制方式也完成了從軟件直接控制到上下位機控制到實時處理、分時復用的一系列演變，如今，半導體激光器、光纖激光器、乃至紫外激光的出現(xiàn)和發(fā)展又對光學過程控制提出了新的挑戰(zhàn)。

大幅面時代

所謂大幅面，剛開始是將繪圖儀的控制部分直接用于激光設備上，將繪圖筆取下，在（0，0）點X軸基點、Y軸基點和原繪圖筆的位置上分別安裝45°折返鏡，在原繪圖筆位置下端安裝小型聚焦鏡，用以導通光路及使光束聚焦。直接用繪圖軟件輸出打印命令即可驅(qū)動光路的運行，這種方式明顯的優(yōu)勢是幅面大，而且基本上能滿足精度比較低的標刻要求，不需要專用的標刻軟件；但是，這種方式存在著打標速度慢、控制精度低、筆臂機械磨損大、可靠性差、體積大等缺點。因此，在經(jīng)歷初的嘗試后，繪圖儀式的大幅面激光打標系統(tǒng)逐步退出打標市場的，所應用的同類型的大幅面設備基本上都是模仿以前這種控制過程，用伺服電機驅(qū)動的高速大幅面系統(tǒng)，而隨著三維動態(tài)聚焦振鏡式掃描系統(tǒng)的逐步完善，大幅面系統(tǒng)將逐步從激光標刻領域銷聲匿跡。

轉(zhuǎn)鏡時代

由于看到大幅面系統(tǒng)的一系列缺點，在高速振鏡技術(shù)還沒有在中國廣泛普及的情況下，一些控制工程師自行開發(fā)了由步進電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)鏡式掃描系統(tǒng)，其工作原理是將從諧振腔中導出的激光通過擴束，經(jīng)過成90°安裝的兩個步進電機驅(qū)動的金鏡的反射，由F-theta場鏡聚焦后輸出作用于處理對象上，金鏡的轉(zhuǎn)動使工作平面上的激光作用點分別在X、Y軸上移動，兩個鏡面協(xié)同動作使激光可以在工作平面上完成直線和各種曲線的移動。這種控制過程無論從速度還是定位精度來說都遠超過大幅面，因此在很大程度上能滿足工具行業(yè)對激光控制的要求，雖然同當時國際上流行的振鏡式掃描系統(tǒng)還有比較明顯的差距，但嚴格來說這種設計思路的出現(xiàn)和逐步完善代表著中國激光應用的一個里程碑，是中國完全能自行設計和生產(chǎn)激光應用設備的典型標志。直到振鏡在中國大規(guī)模應用的興起，這種控制方式才逐步退出中國激光應用的舞臺。

振鏡時代

1998年，振鏡式掃描系統(tǒng)在中國的大規(guī)模應用開始到來。[所謂振鏡，又可以稱之為電流表計，它的設計思路完全沿襲電流表的設計方法，鏡片取代了表針，而探頭的信號由計算機控制的-5V—5V的直流信號取代，以完成預定的動作。同轉(zhuǎn)鏡式掃描系統(tǒng)相同，這種典型的控制系統(tǒng)采用了一對折返鏡，不同的是，驅(qū)動這套鏡片的步進電機被伺服電機所取代，在這套控制系統(tǒng)中，位置傳感器的使用和負反饋回路的設計思路進一步保證了系統(tǒng)的精度，整個系統(tǒng)的掃描速度和重復定位精度達到一個新的水平。

目前國內(nèi)的激光打標按其工作方式可分為掩模式打標、陣列式打標和掃描式打標。

掩模式打標

掩模式打標又叫投影式打標。掩模式打標系統(tǒng)由激光器、掩模板和成像透鏡組成，其工作原理，經(jīng)過望遠鏡擴束的激光，均勻的投射在事先做好的掩模板上，光從雕空部分透射。掩模板上的圖形通過透鏡成像到工件（焦面）上。通常每個脈沖即可形成一個標記。受激光輻射的材料表面被迅速加熱汽化或產(chǎn)生化學反應，發(fā)生顏色變化形成可分辨的清晰標記。掩模式打標一般采用CO2激光器和YAG激光器。掩模式打標主要優(yōu)點是一個激光脈沖一次就能打出一個完整的、包括幾種符號的標記，因此打標速度快。對于大批量產(chǎn)品，可在生產(chǎn)線上直接打標。缺點是打標靈活性差，能量利用率低。

陣列式打標

它是使用幾臺小型激光器同時發(fā)射脈沖，經(jīng)反射鏡和聚焦透鏡后，使幾個激光脈沖在被打標材料表面上燒蝕（熔化）出大小及深度均勻的小凹坑，每個字符、圖案都是由這些小圓黑凹坑構(gòu)成的，一般是橫筆劃5個點，豎筆劃7個點，從而形成5×7的陣列。陣列式打標一般采用小功率射頻激勵CO2激光器，其打標速度可達6000字符/妙，因而成為高速在線打標的理想選擇，其缺點是只能標記點陣字符，且只能達到5×7的分辨率，對于漢字無能為力。

掃描式打標

掃描式打標系統(tǒng)由計算機、激光器和X-Y掃描機構(gòu)三部分組成，其工作原理是將需要打標的信息輸入計算機，計算機按照事先設計好的程序控制激光器和X-Y掃描機構(gòu)，使經(jīng)過特殊光學系統(tǒng)變換的高能量激光點在被加工表面上掃描運動，形成標記。

通常X-Y掃描機構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是機械掃描式，另一種是振鏡掃描式。

（1） 機械掃描式

機械掃描式打標系統(tǒng)不是采用通過改變反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度去移動光束，而是通過機械的方法對反射鏡進行X-Y坐標的平移，從而改變激光束到達工件的位置，這種打標系統(tǒng)的X-Y掃描機構(gòu)通常是用繪圖儀改裝。其工作過程：激光束經(jīng)過反光鏡①、②轉(zhuǎn)折光路后，再經(jīng)過光筆（聚焦透鏡）③作用射到被加工工件上。其中繪圖儀筆臂④只能帶著反光鏡①和②沿X軸方向來回運動；光筆③連同它上端的反光鏡②（兩者固定在一起）只能沿Y軸方向運動。在計算機的控制下（一般通過并口輸出控制信號），光筆在Y方向上的運動與筆臂 在X方向上的運動合成，可使輸出激光到達平面內(nèi)任意點，從而標刻出任意圖形和文字。

（2）振鏡掃描式

振鏡掃描式打標系統(tǒng)主要由激光器、XY偏轉(zhuǎn)鏡、聚焦透鏡、計算機等構(gòu)成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡（振鏡）上，用計算機控制反射鏡的反射角度，這兩個反射鏡可分別沿X、Y軸掃描，從而達到激光束的偏轉(zhuǎn)，使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上按所需的要求運動，從而在材料表面上留下的標記，聚焦的光斑可以是圓形或矩形。

在振鏡打標系統(tǒng)中，可以采用矢量圖形及文字，這種方法采用了計算機中圖形軟件對圖形的處理方式，具有作圖效率高，圖形精度好，無失真等特點，極大的提高了激光打標的質(zhì)量和速度。同時振鏡式打標也可采用點陣式打標方式，采用這種方式對于在線打標很適用，根據(jù)于不同速度的生產(chǎn)線可以采用一個掃描振鏡或兩個掃描振鏡，與前面所述的陣列式打標相比，可以標記更多的點陣信息，對于標記漢字字符具有更大的優(yōu)。

振鏡掃描式打標系統(tǒng)一般使用連續(xù)光泵工作波長為1.06μm的Nd:YAG激光器，輸出功率為10～120W，激光輸出可以是連續(xù)的，也可以是Q開關調(diào)制的。發(fā)展的射頻激勵CO2激光器，也被用于振鏡掃描式激光打標機。

振鏡掃描式打標因其應用范圍廣，可進行矢量打標和點陣打標，標記范圍可調(diào)，而且具有響應速度快、打標速度高（每秒鐘可打標幾百個字符）、打標質(zhì)量較高、光路密封性能好、對環(huán)境適應性強等優(yōu)勢已成為主流產(chǎn)品，并被認為代表了未來激光打標機的發(fā)展方向，具有廣闊的應用前景。

用于打標的激光器主要有Nd:YAG激光器和CO2激光器。Nd:YAG激光器產(chǎn)生的激光能被金屬和絕大多數(shù)塑料很好地吸收，而且其波長短(為1.06μm)，聚焦的光斑小，因而適合在金屬等材料上進行高清晰度的標記。CO2激光器產(chǎn)生的激光波長為10.6μm，木制品、玻璃、聚合物和多數(shù)透明材料對其有很好的吸收效果，因而特別適合在非金屬表面上進行標記。

Nd:YAG激光器和CO2激光器的缺點是對材料的熱損傷及熱擴散比較嚴重，產(chǎn)生的熱邊效應常會使標記模糊。相比之下，由準分子激光器產(chǎn)生的紫外光打標時，不加熱物質(zhì)，只蒸發(fā)物質(zhì)的表面，在表面組織產(chǎn)生光化學效應，而在物質(zhì)表層留下標記。所以，用準分子激光打標時，標記邊緣十分清晰。由于材料對紫外光的吸收大，激光對材料的作用只發(fā)生在材料的表層，對材料幾乎沒有燒損現(xiàn)象，因此準分子激光器更適合于材料的標記。 [1]

激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光點，不需要額外增添其它設備和材料，只要激光器能正常工作，就可以長時間連續(xù)加工。激光加工速度快，成本低廉。激光加工由計算機自動控制，生產(chǎn)時不需人為干預。

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光設備已廣泛應用于服裝皮革、工藝禮品、廣告標牌、建筑模型、印刷雕版、剪紙包裝、石材影雕、木器竹器、電子電器、手機通訊、鐘表眼鏡、五金、汽車配件等行業(yè)。企業(yè)外發(fā)激光加工藝成為一種趨勢，由此香港好石多集團與的激光打標機生產(chǎn)商合作，共同服務于打標領域，從事專業(yè)的激光打標服務。在保證服務品質(zhì)基礎上，由于自主的專業(yè)生產(chǎn)線，無中間服務商，故此，為客戶提供具有優(yōu)良性價比的激光打標服務。

激光打標是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上的標記。打標的效應是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過光能導致表層物質(zhì)的化學物理變化而"刻"出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字 [1] 。