简述激光内雕技术

李建队

摘要：简单介绍激光内调的原理，内雕机的工作方式，以及应用前景。

关键词：激光内雕技术

激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是取自英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的各单词的头一个字母组成的缩写词的音译，是上世纪60年代发明的一种光源。意思是“受激放射光放大”。激光有很多特性：首先，激光是单色的，或者说是单频的；其次，激光是相干光，相干光的特征是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一个“波列”；再次，激光是高度集中的，也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。

雕刻是一门古老的艺术，是雕、刻、塑三种创制方法的总称。指用各种可塑材料或可雕、可刻的硬质材料，创造出具有一定空间的可视、可触的艺术形象，借以反映社会生活，表达艺术家的审美感受、审美情感和审美理想的艺术。

本来激光和雕刻是两个不相关的领域，进入二十一世纪，随着电子技术的发展，计算机辅助设计的应用，逐渐把两个不相关的领域融合在一起，这就是激光内雕技术。一般雕刻工艺都是从外刻起，从材料外部雕出所希望的形状，而激光内雕却可以像孙悟空一样“深入腹地”去施展手脚，在水晶、玻璃等透明材料内雕刻出平面或三维立体图案。仔细察看，这些玻璃、水晶制品周围却全然没有供“刻刀”进出的开口。激光内雕的原理是通过计算机制作三维模型，经过计算机运算处理后，生成三维图像；再利用激光技术，通过振镜控制激光偏转，将两束激光从不同的角度射入透明物体（如玻璃、水晶等），准确地交汇在一个点上。由于两束激光在交点上发生干涉和抵消，其能量由光能转换为内能，放出大量热量，将该点融化形成微小的空洞。由机器准确地控制两束激光在不同位置上交汇，制造出大量微小的空洞，最后这些空洞就形成了所需要的图案，这就是激光内雕的原理。

在激光内雕时，不用担心射入的激光会融掉同一直线上的物质，因为激光在穿过透明物体时维持光能形式，不会产生多余热量，只有在干涉点处才会转化为内能并融化物质,而玻璃或水晶的其余部分则保持原样。

激光内雕机是将激光技术和计算机技术结合起来的高新一体化新型激光外设加工设备。激光内雕机采用高性能的激光和数控技术，通过光学系统、控制系统和计算机软件，在水晶、玻璃内实现三维动态精密雕刻。

一台激光内雕机，包括机柜、机柜内设置的激光器及光学光路、控制装置和工作台构成。控制装置为伺服控制装置，由伺服控制箱和伺服电机组成，伺服电机有3个，分别与工作台和激光器及光学光路连接；工作台为滚珠丝杠导轨工作；激光器及光学光路有1～2套，与之配套的1～2套激光电源装在机柜内；采用先进的振镜技术配合2KHz半导体泵浦YAG倍频激光器，波长为532nm的可见光，爆点很细很亮，雕刻速度更快，图案更精细、生动、逼真，采用扩束镜、多头分束镜和多头聚焦镜可以一次加工一到十六头，大大提高了加工效率，使激光内雕机的加工精度和加工速度大大提高。

随着光电子技术的飞速发展，激光雕刻技术应用范围越来越广泛，雕刻精度要求越来越高。影响激光雕刻的最根本的要素是：电流、雕刻速度、激光功率、雕刻精度、材料、环境的温度。在前五个因素保持不变的前提下，环境的温度越低，雕刻的清晰度就会越低。为了使清晰度变高就要相应地增加电流、增大激光功率。根据实践的经验LDEG&MK-602B-2型内雕机在冬天雕刻的电流是25至27A之间，频率是5Kz；在夏天电流是20至22A，频率是3Kz。

现在各种内雕机雕刻的图案以白色的为主，随着技术的成熟，设备的完善，水晶玻璃内雕作品在色彩上必然变得更为丰富。利用水晶玻璃工艺品的内雕部分对光线具有较强的反射、折射作用，而空白部分对光线具有较好的通透性能的光学原理，由微控制电路按照三基色调色板原理，分别控制几种色彩的光，在“内雕”图像上混色，变化出多种绚丽的色彩，从而使原本白色的内雕图像呈现出五彩缤纷、光彩夺目的效果。在彩色内雕的技术研究方面，有关专家在开拓激光诱导空间选择性三维微结构创新研究的基础上，采用脉冲激光诱导方法，按照设计要求在玻璃中成功地内雕出立体多色图案。伴随着行业的成熟和市场需求标准的提高，激光内雕技术必然由无色向彩色工艺发展。从而使原本白色的内雕图像呈现出五彩缤纷、光彩夺目的效果。

激光内雕技术是一种新的艺术表现形式，不同于传统的雕刻艺术，它使作品更精致细微，更具有个性。