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n o i t a c i l p p A r 雷射 e s a L 應用2015 Jul-Sep 題 專 業 產 京碼研發團隊－綠色科技製造技術 主題 : 專利製程最佳化及光機電整合技術 作者 : 李俊豪博士，Dr. Chun Hao Li (Owen Li) Email: laserexp@.tw 京碼有限公司負責人 (HORTECH COMPANY) 1. 前言 雷射加工在綠色科技製造成為主流在各式產業製程上，需精細控制加工之寬深比、均勻性、溝型與裂紋應 力影響、移除量微細控制與深度控制，所以雷射源、光束調制與聚焦、控制器精密性都需很謹重設計與穩定長 度可靠度分析。這使得本團隊之雷射應用系統專長有所發展來創造雷射加工應用技術於綠色科技製程領域。採 用工程分析方法與經驗專家整合找出加工參數最佳化技術來使得產出品質最佳而成本最低。 2. 本文 雷射系統主要模塊可分為雷射源模組、光束調制、聚焦 nozzle 模組、掃描模組、輔助氣體裝置與運動平台。 在某些雷射系統在不同應用時，也會有特殊裝置或配置輔具，所以選用參數上也會不同或更多新參數產生。本 雷射系統設計，包括雷射器、光束調制、掃描振鏡、聚焦 Nozzle 和運動平台。這些各模組各有控制因子，甚 至還有特殊設計需求與裝置，這樣就會更增加其他控制因子來滿足雷射加工需求。本專案討論以雷射器、光束 調制與掃描振鏡聚焦與機電平台作整合成此雷射系統作雷射加工製程，並對這些主要參數所造成效應作探討分 析。 雷射系統設計成應用時，知道此加工特性與規格需求，雷射器是可以專案開發所需規格，這是因為雷射器 依設計需求與實務實驗組裝整合而成雷射器後，許多重要參數規格是被確定。所以能在加工應用系統之設計參 數重點範圍明確了解後，作專案設計與組裝整合所需規格之雷射器是相當有助於特製來完成目的之有效作法。 許多參數在雷射設計與整裝時，就已確定表現規格，如 Table 1 所描述參數中，而數學符號請參考表格 中參數與單位，這些包括波長 (wavelength)、脈寬 (pulse duration)、發散角 (divergence angle)、xy 方向光斑定 位穩定度 (beam positional stability)、光譜波長頻寬誤差 (spectral bandwidth in term of wavelength)、失配角 度 (misalignment angle)、光斑大小 (beam radius)、最大尖峰功率 (peak power)、偏極化比例 (degree of linear polarization) 和光品質參數 (beam propagation ratio)。 其中有些參數是可供調整而得到輸出來達成加工需求，所以本專案將以這些主要可調參數作為控制因子來 分析作品質討論，包括有平均功率 (average power)、Q 開關輸出頻率 (pulse repetition rate) 控制諧振腔能量分佈