激光雕刻原理

激光内雕原理

其实，通常见到的工艺品大多不是真正的水晶，而是人造水晶。“激光”则是对人造水晶（也称“水晶玻璃”）进行“内雕”最有用的工具。采用激光内雕技术，将平面或立体的图案“雕刻”在水晶玻璃的内部。

雕刻本是一门古老的艺术，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，而激光却可以像孙悟空一样“深入腹地”去施展手脚。仔细察看，这些玻璃、水晶制品周围全然没有供“刻刀”进出的开口，就这一点而言，激光比孙悟空还要高明，孙猴子往人家肚子里钻时也要有缝隙才行呢！激光雕刻原理其实也很简单。激光要能雕刻玻璃，它的能量密度必须大于使玻璃破坏的某一临界值，或称阈值，而激光在某处的能量密度与它在该点光斑的大小有关，同一束激光，光斑越小的地方产生的能量密度越大。这样，通过适当聚焦，可以使激光的能量密度在进入玻璃及到达加工区之前低于玻璃的破坏阈值，而在希望加工的区域则超过这一临界值，激光在极短的时间内产生脉冲，其能量能够在瞬间使水晶受热破裂，从而产生极小的白点，在玻璃内部雕出预定的形状，而玻璃或水晶的其余部分则保持原样完好无损。

激光内雕辅助成像技术

一般的3D成像技术，是利用图形学方法获取3D图像的，需要投射高亮激光来测量对象，通过激光束的远近，进行物体的图像和模型处理，整个过程非常繁杂。要拍摄多次，才能获得对象的3D图像，代价昂贵，并且速度很慢，特别是不适于捕捉活动对象的图像。整个过程有时长达几十分钟，拍摄期间物体是不能动的。这意味着这种摄影技术只能运用在风景和不动的物体上。

后来人们发明了3DFlash！摄影技术，该技术在拍摄人体方面有绝对的优势——在0.01秒内就可以获取高分辨率，获得人脸精确的三维数据。 3DFlash！三维闪光灯可以和普通二维数字照相机连接，把特制光栅编码投影到物体表面，并且由数字相机摄取此编码图像。通过特殊的解码软件，对编码图像进行分析，找出图像的X、Y、Z轴的3D信息，在这个步骤下，处理出的人像是网格组成的3D网人像，下一步就是给人脸贴皮肤和上色。完成之后，一个 360度的3D完整头像就这样在电脑里制作出来了。电脑再将信息输入内雕机，就可以制作出完美的人像内雕工艺品了。

激光内雕产品

激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。而激光内雕机正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，通过自主研制的光学系统、控制系统和计算机软件，在水晶、玻璃内实现三维动态精密激光雕刻，解决了雕刻速度慢、系统工作不稳定、丢激光点，对图像和文字处理软件功能不全、使用计算机接口控制卡、激光爆炸点不均匀、自动控制装置不尽完善、设备性价比低等问题。全面提高了系统的效率、精度、可维护性、通用性和安全性。

彩色内雕有望实现

水晶玻璃内雕作品在色彩上变得更为丰富是必然的。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灯，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上，上海光机所“光子技术”国际合作实验室有突出表现。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。