技術杰醫(yī)療器械耐腐蝕黑色標記方案

什么是皮秒激光器

    皮秒激光器是指輸出激光的脈沖寬度在皮秒級別的激光器。具有重復頻率可調、峰值功率高等特點。隨著近年來全固態(tài)（DPSS）激光技術的一系列新進展，皮秒激光器的應用正在快速進入各類工業(yè)生產線。

應用要求

      2015年，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）實施了醫(yī)療產品識別規(guī)定，要求所有的產品與器械都需要有唯一設備標識（UDI），即藥品和零件醫(yī)療器械都要求打上識別碼標記。UDI應具備以下標準：

• 高對比度和深黑色；

• 永久，不褪色，耐腐蝕；

• 機器可讀；

• 淺層標記，表面起伏小，防止細菌聚集。

杰普特皮秒激光器黑色標記效果

      激光打標技術已被廣泛應用于醫(yī)療器械中，用于實現商標標記、序列號標記以及可追溯性等功能。

杰普特皮秒激光器黑色標記效果

      那么，皮秒激光器在高的標刻要求中是否也具備優(yōu)異的表現呢？我們模擬極端醫(yī)療環(huán)境對皮秒激光器標刻后的不銹鋼進行試驗。

試驗方法—耐腐蝕性測試

      304不銹鋼是最常見的一種不銹鋼，廣泛應用于工業(yè)，食品，醫(yī)療，建材等領域。我們以304不銹鋼為例，應用固體皮秒紅外激光器(JPT-PS-IR-30)對304不銹鋼表面標記黑色。

      將打黑后的不銹鋼用質量分數約5%的NaCl溶液浸泡的方法來模擬醫(yī)療應用遇見的環(huán)境，以此來檢驗黑色標記的耐腐蝕性。實驗過程如下：

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      我們將JPT-PS-IR-30標刻后的不銹鋼片進行對比，結果顯示在NaCl溶液浸泡72h后黑度值變化極小，如下圖所示：

02

      將浸泡后的銹鋼片表面放大觀察，發(fā)現JPT-PS-IR-30標記的黑色經72小時浸泡后表面未出現色塊脫落和褪色的情況，如下圖：

      不銹鋼在普通激光輻照時熱效應占支配地位。通過大量氧化反應生成黑色氧化薄層達到標記黑色的目的，一方面多種氧化產物會導致黑度不夠或不均勻，另一方面氧化層在酸、堿、鹽的環(huán)境中也更容易發(fā)生脫落或化學反應從而破壞不銹鋼本身的耐腐蝕性。

      而超短脈沖(皮秒)激光可讓不銹鋼表面產生微結構（如下圖）引起選擇性光吸收進而呈現黑色，使不銹鋼本身耐腐蝕性得以保存。

注：以上結論只針對本次測試所使用的裝配和參數設置

為何JPT-PS皮秒激光器的表現如此不同？

      JPT-PS系列皮秒激光器基于目前領先的工業(yè)用皮秒激光器放大方案，采用緊湊的雙層腔體結構和簡潔可靠的電控設計，適應全天候工業(yè)級生產要求以及前沿科學表征測試需要。JPT-PS系列目前提供紅外與紫外輸出版本，脈寬達到6ps。JPT-PS皮秒系列激光器具備脈沖開關（Pulse on Demand）與脈沖串功能（Burst Mode），可以實現單脈沖到1MHz頻率輸出。

    相比傳統(tǒng)激光打標，皮秒激光具備更寬的工藝窗口，可實現高對比度、持久性強且耐腐蝕的標記。隨著工藝技術的不斷提升，皮秒激光在醫(yī)療器械黑色標記標中的應用優(yōu)勢愈加顯著，備受青睞。