MOPA та волоконний лазер із модуляцією добротності
MOPA - це абревіатура від Master Oscillator Power Amplifier. Лазер MOPA відноситься до лазерної структури, в якій лазерний генератор і підсилювач з’єднані каскадом. У промисловому світі MOPA-лазер відноситься до унікального, більш «інтелектуального» нано2-го імпульсного волоконного лазера, що складається з джерела напівпровідникової лазерної затравки та волоконного підсилювача, що керується електричними імпульсами.
Його «інтелект» в основному відображається в незалежно регульованій ширині вихідного імпульсу (від 2 нс до 500 нс), а частота повторення може досягати мегагерц. Структура початкового джерела волоконного лазера з модуляцією добротності полягає у введенні модулятора втрат у коливальну порожнину волокна, який генерує світловий вихід нано2-го імпульсу з певною шириною імпульсу шляхом періодичної модуляції оптичних втрат у порожнині.
Імпульсні лазери Nano2nd добре відомі для промислового застосування, такого як маркування металу, зварювання, очищення та різання. Які відмінності та переваги структури MOPA та структури з модуляцією добротності є двома основними реалізаціями нанодругих імпульсних лазерів? Для цієї проблеми, яка часто турбує всіх, ми проведемо простий аналіз внутрішньої структури лазера, вихідних оптичних параметрів і сценаріїв застосування.
Порівняння внутрішньої структури
Порівняння внутрішньої структури та принципу волоконного лазерного генератора MOPA та волоконного лазерного генератора з модуляцією добротності.
Внутрішня структурна різниця між волоконним лазером MOPA та волоконним лазером з модуляцією добротності полягає в основному в способі генерації оптичного сигналу початкового імпульсу.
Оптичний сигнал початкового імпульсу волоконного лазера MOPA генерується електричним імпульсом, що керує напівпровідниковим лазерним чіпом, тобто вихідний оптичний сигнал модулюється шляхом керування електричним сигналом, тому він має сильну здатність генерувати різні параметри імпульсу (широта імпульсу, частота повторення, форма та потужність імпульсу).
Імпульсний початковий оптичний сигнал волоконного лазера з модуляцією добротності генерує імпульсний вихід світла, періодично збільшуючи або зменшуючи оптичні втрати в резонаторі, і має просту структуру та вигідну ціну. Однак через вплив пристроїв з модуляцією добротності параметри імпульсу обмежені.
Порівняння оптичних параметрів
Ширина вихідного імпульсу волоконного лазера MOPA регулюється незалежно. Ширина імпульсу волоконних лазерів MOPA регулюється довільно (від 2 нс до 500 нс). Чим вужча ширина імпульсу, тим менша площа термічного впливу, і тим вище точність обробки. Ширина вихідного імпульсу волоконного лазера з модуляцією добротності не регулюється, і ширина вихідного імпульсу, як правило, не змінюється при фіксованому значенні від 80 нс до 140 нс.
Волоконні лазери MOPA мають більш широкий діапазон частот повторення. Частота повторення лазера MOPA може досягати високочастотного виходу МГц. Висока частота повторення означає високу ефективність обробки, і MOPA все ще може підтримувати високі характеристики пікової потужності в умовах високої частоти повторення. Через обмеження умов роботи перемикача добротності волоконний лазер з модуляцією добротності має вузький діапазон вихідних частот, а висока частота може досягати лише ~100 кГц.
Порівняння програм
Відмінності програми між MOPA Лазерна маркувальна машина та Q-Switch лазерна маркувальна машина.
Волоконний лазерний генератор JPT MOPA
Волоконний лазерний генератор Raycus з модуляцією Q
Застосування оголених поверхонь алюмінієвого листа
Зараз все більше тонких електронних виробів, багато мобільних телефонів, планшетів, комп'ютерів використовують тонкий оксид алюмінію як продукт оболонки. Використання лазерного Q-перемикача в тонкій алюмінієвій пластині для маркування напрямного потенціалу, легко призводить до деформації матеріалу, абаксіально створеної "опуклої оболонки", безпосередньо впливає на зовнішній вигляд. Параметри ширини імпульсу лазера MOPA менші, що може зробити матеріал легким для деформації, затінення більш делікатне та яскраве біле. Це пов’язано з використанням параметра ширини імпульсу лазера MOPA, який може скоротити час перебування лазера на матеріалі, а достатньо висока енергія може видалити анодний шар, тому для обробки анода для зачистки поверхні тонкої алюмінієвої пластини лазер MOPA є кращим вибором.
Застосування чорного маркування анодного оксиду алюмінію
Використання лазера на поверхні анодного оксиду алюмінію, що позначає чорну позначку, модель і текст, застосування протягом останніх 2 років поступово широко використовується виробниками електроніки Apple, Huawei, Lenovo, Samsung для оболонки електронних виробів, що використовується для маркування чорної позначки на торгових марках, моделях тощо. Для цього типу програм можна обробляти лише лазер MOPA. Оскільки лазер MOPA має широку ширину імпульсу та діапазон регулювання частоти імпульсу за допомогою вузьких параметрів ширини імпульсу та високої частоти, на поверхні матеріалу може бути позначений ефект чорного кольору, через різні комбінації параметрів також можна відтворити позначений ефект різного сірого.
Електроніка, напівпровідники, програми для точної обробки ITO
В електроніці, напівпровідниках, ITO та інших прецизійних обробках в основному потрібно використовувати маркування тонких ліній. через структуру лазера Q-switch він не може регулювати параметри ширини імпульсу, тому лінію важко досягти. Лазер MOPA може бути гнучким для налаштування параметрів ширини імпульсу та частоти, що може не тільки зробити лінію тонкою, але й край не гладким.
Окрім кількох наведених вище випадків застосування, існує багато різних застосувань лазера MOPA та лазера з перемиканням добротності, ось кілька типових прикладів застосування з наступною таблицею:
| додатків | Система лазерного маркування Q-Switched | Система лазерного маркування MOPA |
| Зачищена поверхня алюмінієвого листа | Легке формування, грубе маркування | Без деформації, тонка маркування |
| Маркування чорного кольору алюмінієвого листа | Відключити | Позначення різних чорних кольорів шляхом встановлення параметрів. |
| Розмітка глибини металу. | Груба розмітка. | Точне маркування. |
| Кольорове маркування нержавіючої сталі. | Важко встановити параметри та не у фокусі. | Позначення різних кольорів шляхом встановлення параметрів. |
| ПК, ABS пластик. | Грубе маркування за допомогою Yello Edge. | Гладка без жовтого краю. |
| Light Transmission Paint Keyboard. | Відключити | Легко зробити його проникним для світла. |
| Електронні, напівпровідникові компоненти, ITO Precision Machining. | Більша ширина і потужність імпульсу. | Пульс можна відрегулювати, щоб отримати найкращий показник і створити баланс потужності. |
У порівнянні з наведеним вище вступом ми бачимо, що машини для маркування волоконного лазера MOPA можуть замінити машини з Q-switched волоконно-лазерні гравери у багатьох програмах. У деяких високотехнологічних програмах волоконно-лазерний гравер MOPA кращий, ніж волоконно-лазерна система маркування з модуляцією Q.
Порівняння технічних параметрів
Подібності та відмінності технічних параметрів машини для лазерного маркування MOPA та Q-Switch
| Модель | STJ-30F | STJ-30FM |
| Потужність лазера | 30W | 30W |
| Лазерний джерело | Волоконний лазер Raycus з модуляцією Q | Волоконний лазер JPT MOPA |
| Ширина імпульсу | 90-120сн | 6-250сн |
| Діапазон регулювання потужності | 10-100% | 0-100% |
| Імпульсна енергія | 1 Мдж | 0.5 мДж |
| M2 | ||
| Протистояти High-Reflection | НЕМАЄ | ТАК |
| Діаметр лазерного променя | 7 ±1mm | 7 ±0.5mm |
| Довжина хвилі світла | 1064nm | |
| Режим лазерної модуляції | Посилення зв'язку | |
| Область розмітки | 100 *100mm (200 *200mm і 300*300mm для опції) | |
| Максимальна швидкість маркування | 7000mm/s | |
| Позначення глибини | 0.01 ~0.5mm (За матеріалами) | |
| Мінімальна ширина лінії | 0.01mm | |
| Мінімальний символ маркування | 0.2mm | |
| Спосіб охолодження | Повітряне охолодження | |
| джерело живлення | 220V/ 50Гц | |
| Лазерний індикатор | Покажчик червоної точки | |
| Маркування вмісту | Текст, шаблон, фото | |
| Операційна система | Windows 7 або Windows 8 або Windows 10 | |
| Лазерне програмне забезпечення | Програмне забезпечення керування EZCAD | |
| Підтримувані графічні формати | bmp, jpg, gif, tga, png, tif, ai, dxf, dst, plt | |
| Потужність агрегату | ≤700W | |
Дізнайтеся більше про різні машини для маркування волоконним лазером
 |  |
| Волоконно-лазерна маркувальна машина MOPA | Машина для лазерного маркування волокна Q-Switch |
Резюме
Одним словом, волоконний лазер MOPA має ширше охоплення лазерних параметрів, більш гнучке налаштування та більший діапазон застосування, ніж волоконний лазер з модуляцією добротності. У разі однакової потужності волоконні лазери з модуляцією добротності мають більше цінових переваг. Таким чином, ці 2 лазерні структури представляють взаємодоповнюючий стан на ринку застосувань нано2-ї імпульсної лазерної обробки.
