1、前言

二氧化碳激光器是目前連續輸出功率較高的一種激光，它發展較早，商業產品較為成熟，被廣泛應用到材料加工、醫療使用、軍事武器、環境量測等各個領域。在激光的發展和應用方面，CO2激光器的制作和應用較早也較多，早在1970年代末期，就有從國外直接進口CO2激光器，從事工業加工和醫療等應用。從80年代末期開始，CO2激光器被廣泛引進并應用在在材料加工領域。

近年來CO2激光加工設備雖然漸趨普及，但激光畢竟是一種新的工具，激光加工技術亦不同于傳統的加工方法，所以工業界在引進使用CO2激光器的過程中，曾經遇到各種各樣的問題，給很多廠商造成不少困擾。本文針對CO2激光器在不同領域的應用狀況及其演變作以分析，并提出在使用CO2激光器過程中，常面臨的一些問題，按照CO2激光器功率大小分類，闡述其在各個產業上的應用狀況及演變情況，列舉CO2激光應用者會面對的主要問題并加以分析，最后對CO2激光應用的未來提出展望。

2、工業CO2激光應用與發展

為了比較詳細完整的介紹CO2激光加工的應用狀況，按其使用成本，本文以激光輸出功率范圍（小于200瓦，介于200到1600瓦間和大于1600瓦以上）作為劃分標準，逐一介紹它在各個領域的應用情況。

2.1低功率（小于200瓦）CO2激光的應用

早期進口和制造的CO2激光機器，均為小于200瓦的低功率激光器。主要為電子工業（如電阻制造、IC標志）、非金屬加工業（竹木雕、服飾、制鞋、飾品制造等）和部份醫療和研究單位所使用。
將CO2激光束透過一個光罩，聚焦于IC或半導體組件上作標志，這種CO2激光主要皆為TEA脈沖式。但隨著標志加工速度的要求越來越快，加工品質的要求越來越高，以及固體激光的快速發展，最近新引進的標志加工用激光，已逐漸被固體的YAG激光所取代。

用鏤空的銅模罩住要雕刻的非金屬材料，然后用CO2激光束在銅模上作快速掃瞄，即可在該材料上雕刻出復雜的圖案。雕刻對象為木材、壓克力、皮革和紙張等，另外也可以應用到雕刻特有的手工藝品，如竹片雕刻、軟木浮雕、貝殼浮雕等。最近幾年已轉型用密封式CO2激光，直接以掃瞄振鏡作少量多變化的禮品雕刻，以提高產品的附加價值。

成衣和制鞋業曾經引領風騷十數年，也是引進國外或采用自產的低功率CO2激光加工較早的成功典型，主要是以50瓦激光來裁切制衣服用的馬克板和鞋子樣板，僅用于開發或少量多樣的生產，故數量有限。也有少數150瓦左右的CO2激光直接作皮衣、皮件等生產用。另外計算機刺繡業有以激光配合CCD取樣，直接將刺繡在一大張上的眾多圖案一一裁下。但是隨著兩種產業的外移和萎縮，CO2激光器在這方面的應用也沒有增加。而采用低功率CO2激光來裁切家具或飾品上的裝潢用薄樹皮持續增長，主要結合造型設計和后段生產，附加價值較高。

由于國外CO2激光的發展很快，小功率的CO2激光采用密封式結構，且品質越來越好，因此，除了上述加工業外，進口的其它應用系統里也有許多此類的CO2激光器，用在穿孔、印刷業刻板、快速成型、鏡片上打商標和陶瓷基板加工等方面，其應用潛力不小。

輸出200瓦以下的CO2激光器在一些非金屬薄材料切割方面綽綽有余，除上述業者較常使用外，其實仍有很多產業界的特殊材料皆可考慮以激光加工取代，如建筑業的壓克力模型制作，結婚相簿封面的硬版圖樣，其特點是是小而復雜，但均可以CO2激光來作裁切。云母薄板的裁切﹑防彈衣內纖維布的裁切﹑耐龍安全帶的裁切，還有其它一些特殊材料如：FRP、ABS、特弗龍、石棉和橡膠等的裁切，國外都有采用激光加工的先例，只是需要特別注意切割時所產生氣體的排放問題.