L'abréviation "LASER" signifie "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" ("amplification de la lumière par l'émission stimulée d'un rayonnement"). Les lasers amplifient la lumière par l'absorption et le rayonnement d'énergie. Le rayonnement laser est généré par une source laser. Pour cela, de l'énergie concentrée est dirigée vers une tige en cristal (laser à corps solide) ou vers un mélange de gaz spécial (laser à gaz). Cet apport d'énergie peut être généré par de la lumière (lampes-éclair ou diodes laser) ou par une décharge électrique (identique à un tube fluorescent). Le cristal solide ou le gaz actif au laser est disposé entre deux miroirs. Il en résulte un résonateur de lumière qui renforce constamment la lumière du laser et lui donne une direction bien précise. Une proportion définie du rayon laser passe au travers d'un miroir en partie perméable et peut être exploité pour traiter un matériau.

En raison de ses caractéristiques hors du commun, la lumière du laser peut être fortement focalisée à l'aide d'une lentille. Au moment de la focalisation du rayon laser, une puissance volumique très élevée est générée, ce qui permet d'utiliser le rayon pour travailler les matériaux. La puissance élevée au moment de la focalisation fait fondre le matériau ou le fait s'évaporer. La lumière du laser peut être dirigée et déviée sans perte sur de grandes distances à l'aide d'un système optique spécial (miroir). Comme systèmes de déplacement, on utilise des systèmes de positionnement (traceur laser) ou des scanners galvanomètres. C'est un outil universel qui ne présente aucun signe d'usure. Le rayon laser ne perd ainsi jamais de son efficacité. Trotec utilise des lasers au dioxyde de carbone sealed-off et des lasers solides pompés par diodes (lasers Nd: YAG). Les deux systèmes se caractérisent par un fonctionnement particulièrement économique et une durée de vie très élevée.

Il existe plusieurs procédés physiques pour réaliser des inscriptions au rayon laser. La condition première est l'absorption (= la prise) du rayonnement laser dans le matériau de base ou dans une couche protectrice. L'absorption dépend en premier lieu de la longueur d'onde (type de construction du laser) et du matériau. Certains matériaux comme l'aluminium blanc absorbent très mal le rayonnement laser. C'est pourquoi l'aluminium ou le laiton ne peuvent pas être traités avec un laser au dioxyde de carbone de faible puissance. Une inscription au laser peut être réalisée par les procédés physiques suivants : 

• Gravure
• Découpe
• Ablation
• Recuit
• Brûlage
• Moussage
• Changement de couleur et décoloration

Lors de la gravure, le matériau est usé par le rayon laser en étant fondu ou en le faisant s'évaporer. Pour ce faire, l'intensité du rayonnement laser doit franchir une certaine limite (intensité de seuil). Tous les matériaux bons conducteurs de courant comme les métaux ont une intensité de seuil particulièrement élevée. En raison du profil du faisceau et, le cas échéant, de la conductivité de la chaleur du matériau, une empreinte conique apparaît. La gravure est véritablement la méthode la plus rapide pour traiter les matériaux.

Lors de l'ablation, une couche protectrice s'évapore. Des couches de protection particulièrement fines, comme des couches de couleur ou des films anodiques, conviennent particulièrement bien à la gravure au laser, ce qui permet de réaliser des contrastes élevés avec une puissance faible, étant donné que le rayonnement laser est très bien absorbé par ces couches. L'ablation d'une couche de couleur sur des plastiques laqués permet de créer un design jour/nuit comme pour les planches de bord des voitures.

L'échauffement des métaux provoque une altération de la couleur par un effet de recuit. Cet effet est dû aux modifications de structure de la surface. Le rayon laser permet d'échauffer la surface de manière ciblée. La coloration dépend de la température maximale atteinte. Le réglage des paramètres du laser permet ainsi de réaliser des recuits clairs ou foncés. Si des pièces recuites sont chauffées, l'inscription peut à nouveau disparaître.

Les inscriptions sur le métal peuvent être réalisées par le brûlage des couches protectrices. Pour ce faire, on utilise de la poudre céramique. La couche de protection est étalée par projection et est enlevée après la gravure. Ce procédé permet de graver des surfaces métalliques avec un laser au dioxyde de carbone dont le contraste est élevé. Sur les surfaces métalliques, une couche d'oxydation commence à se former. Toutefois, il existe également de la poudre pour graver le verre avec un laser Nd:YAG.

Le traitement de certains plastiques au rayon laser génère un moussage. Le rayon laser vient frapper la surface du plastique et la fait fondre. Des bulles de gaz apparaissent et sont englobées dans le matériau lorsque celui-ci refroidit. Le gaz renfermé augmente le volume. Le moussage est facile à reconnaître car les endroits traités au laser sont saillants.

Cet effet n'est possible que sur les plastiques et dépend fortement de la longueur d'onde du rayonnement laser utilisé. Cet effet n'est actuellement réalisable qu'avec un laser Nd:YAG ou un laser Nd:YAG spécial (laser à double fréquence). Au cours de ce processus, le rayon laser pénètre le plastique et est absorbé par les pigments colorants. Les pigments sont ainsi modifiés chimiquement, ce qui provoque un changement de couleur dans le matériau. Puisque le faisceau laser pénètre dans le plastique, la surface n'est pratiquement pas endommagée. Le changement de couleur désiré dépend du pigment et du matériau de base.