MOPA i laser światłowodowy Q-Switched
MOPA to skrót od Master Oscillator Power Amplifier. Laser MOPA odnosi się do struktury lasera, w której oscylator laserowy i wzmacniacz są kaskadowo połączone. W świecie przemysłowym laser MOPA odnosi się do unikalnego, bardziej „inteligentnego” nano-drugiego impulsowego lasera światłowodowego składającego się ze źródła lasera półprzewodnikowego i wzmacniacza światłowodowego napędzanego impulsami elektrycznymi.
Jego „inteligencja” odzwierciedla się głównie w niezależnie regulowanej szerokości impulsu wyjściowego (w zakresie od 2 ns do 500 ns), a częstotliwość powtarzania może wynosić nawet megaherce. Struktura źródła początkowego lasera światłowodowego Q-switched polega na umieszczeniu modulatora strat w oscylującej wnęce światłowodowej, który generuje nano-drugi impuls świetlny o określonej szerokości impulsu poprzez okresową modulację strat optycznych w wnęce.
Lasery impulsowe Nano2nd są dobrze znane w zastosowaniach przemysłowych, takich jak znakowanie metali, spawanie, czyszczenie i cięcie. Jakie są różnice i zalety struktury MOPA i struktury Q-switched jako 2 główne implementacje laserów impulsowych nano2nd? W przypadku tego problemu, który często trapi każdego, przeprowadzimy prostą analizę wewnętrznej struktury lasera, wyjściowych parametrów optycznych i scenariuszy zastosowań.
Porównanie struktury wewnętrznej
Porównanie wewnętrznej struktury i zasady działania generatora lasera światłowodowego MOPA i generatora lasera światłowodowego Q-switched.
Różnica w strukturze wewnętrznej lasera światłowodowego MOPA i lasera światłowodowego Q-switch polega głównie na sposobie generowania impulsowego sygnału optycznego.
Impulsowy sygnał optyczny lasera światłowodowego MOPA generowany jest przez impuls elektryczny napędzający półprzewodnikowy układ laserowy, tzn. wyjściowy sygnał optyczny jest modulowany przez napędzanie sygnału elektrycznego, dzięki czemu ma on dużą zdolność generowania różnych parametrów impulsu (szerokość impulsu, częstotliwość powtarzania, kształt impulsu i moc).
Impulsowy sygnał optyczny zalążkowy lasera światłowodowego Q-switched generuje impulsowe światło wyjściowe poprzez okresowe zwiększanie lub zmniejszanie strat optycznych w rezonatorze i ma prostą strukturę oraz przewagę cenową. Jednak ze względu na wpływ urządzeń Q-switched parametry impulsu są ograniczone.
Porównanie parametrów optycznych
Szerokość impulsu wyjściowego lasera światłowodowego MOPA jest niezależnie regulowana. Szerokość impulsu laserów światłowodowych MOPA jest dowolnie regulowana (w zakresie od 2 ns do 500 ns). Im węższa szerokość impulsu, tym mniejszy obszar oddziaływania ciepła i wyższa dokładność obróbki. Szerokość impulsu wyjściowego lasera światłowodowego Q-switched nie jest regulowana, a szerokość impulsu wyjściowego jest na ogół niezmienna i wynosi stałą wartość od 80 ns do 140 ns.
Lasery światłowodowe MOPA mają szerszy zakres częstotliwości powtarzania. Częstotliwość powtarzania lasera MOPA może osiągnąć wysoką częstotliwość wyjściową MHz. Wysoka częstotliwość powtarzania oznacza wysoką wydajność przetwarzania, a MOPA może nadal utrzymywać wysokie charakterystyki mocy szczytowej w warunkach wysokiej częstotliwości powtarzania. Ze względu na ograniczenia warunków pracy przełącznika Q, laser światłowodowy Q-switch ma wąski zakres częstotliwości wyjściowej, a wysoka częstotliwość może osiągnąć tylko ~100 kHz.
Porównanie aplikacji
Różnice w aplikacjach MOPA Maszyna do znakowania laserowego i znakowarka laserowa Q-Switch.
Generator lasera światłowodowego JPT MOPA
Raycus Generator lasera światłowodowego Q-Switched
Zastosowania powierzchni zdzieranych z blachy aluminiowej
Teraz coraz więcej cienkich produktów elektronicznych, wiele telefonów komórkowych, tabletów, komputerów używa cienkiego tlenku glinu jako produktu powłoki. Używanie lasera Q-switch w cienkich aluminiowych płytach znakujących przewodnik potencjału, łatwo prowadzi do odkształcenia materiału, abaksjalnie wytwarzany „wypukły kadłub”, bezpośrednio wpływa na wygląd. Parametry szerokości impulsu lasera MOPA są mniejsze, co może sprawić, że materiał będzie łatwiejszy do odkształcenia, cieniowanie jest delikatniejsze i jasnobiałe. Wynika to z faktu, że laser MOPA używa parametru szerokości impulsu, co może sprawić, że czas przebywania lasera w materiale stanie się krótszy, a wystarczająco wysoka energia może usunąć warstwę anodową, więc w przypadku obróbki anodowej cienkich aluminiowych płyt powierzchniowych laser MOPA jest lepszym wyborem.
Zastosowania czarnego znakowania anodowanego tlenku glinu
Zastosowanie lasera na anodowanej powierzchni tlenku glinu oznaczającego czarny znak, model i tekst, zastosowanie w ostatnich 2 latach jest stopniowo Apple, Huawei, Lenovo, Samsung producenci elektroniki szeroko stosowane do powłoki produktu elektronicznego, używane do oznaczania czarnych znaków na znakach towarowych, modelach itp. Do tego typu zastosowań, istnieją tylko lasery MOPA mogą być przetwarzane. Ponieważ ma szeroką szerokość impulsu i zakres regulacji częstotliwości impulsów lasera MOPA przez wąską szerokość impulsu i wysokie parametry częstotliwości mogą być na powierzchni materiału oznaczone efektem czerni, poprzez różne kombinacje parametrów mogą również odtwarzać oznaczony efekt różnych szarości.
Zastosowania w obróbce precyzyjnej elektroniki, półprzewodników i ITO
W elektronice, półprzewodnikach, ITO i innych maszynach precyzyjnych, głównie trzeba używać cienkich linii znakowania. Ze względu na strukturę lasera Q-switch, nie można regulować parametrów szerokości impulsu, więc trudno jest uzyskać cienką linię. Laser MOPA może być elastyczny w dostosowywaniu parametrów szerokości impulsu i częstotliwości, co nie tylko może sprawić, że linia będzie cienka, ale również krawędź nie będzie gładka.
Oprócz powyższych przypadków zastosowań, istnieje wiele innych zastosowań lasera MOPA i lasera Q-switch. Poniżej przedstawiono kilka typowych przykładów zastosowań wraz z poniższą tabelą:
| Zastosowania | System znakowania laserowego Q-Switched | System znakowania laserowego MOPA |
| Powierzchnia zdarta z blachy aluminiowej | Łatwa Seformacja, Szorstkie Oznaczenie | Brak deformacji, dokładne oznakowanie |
| Oznaczenie koloru czarnego blachy aluminiowej | Wyłączyć. | Oznaczanie różnych kolorów czarnych poprzez ustawienie parametrów. |
| Oznaczenia głębokości na metalu. | Oznaczenia wstępne. | Dokładne znakowanie. |
| Oznakowanie kolorami stali nierdzewnej. | Trudne do ustawienia parametry, brak ostrości. | Oznaczanie różnych kolorów poprzez ustawienie parametrów. |
| PC, tworzywo sztuczne ABS. | Szorstkie znakowanie krawędzią Yello. | Gładkie, bez żółtej krawędzi. |
| Klawiatura z powłoką przepuszczającą światło. | Wyłączyć. | Łatwe do uczynienia przepuszczającym światło. |
| Elektronika, elementy półprzewodnikowe, precyzyjna obróbka ITO. | Większa szerokość i moc impulsu. | Puls można regulować w celu uzyskania najlepszego efektu i zrównoważenia mocy. |
W porównaniu powyższego wprowadzenia możemy zauważyć, że maszyny do znakowania laserowego światłowodowego MOPA mogą zastąpić maszyny Q-switched grawerki laserowe światłowodowe w wielu zastosowaniach. W niektórych bardziej zaawansowanych zastosowaniach, grawer laserowy światłowodowy MOPA jest lepszy niż system znakowania laserowego światłowodowego Q-switched.
Porównanie parametrów technicznych
Podobieństwa i różnice parametrów technicznych maszyn do znakowania laserowego MOPA i Q-Switch
| Model | STJ-30F | STJ-30FM |
| Moc lasera | 30W | 30W |
| Źródło laserowe | Raycus Laser światłowodowy Q-Switched | Laser światłowodowy JPT MOPA |
| Szerokość impulsu | 90-120 ns | 6-250 ns |
| Zakres regulacji mocy | 10-100% | 0-100% |
| Energia impulsu | 1Mj | 0.5mj |
| M2 | ||
| Odporny na silne odbicie | NIE | TAK |
| Średnica wiązki laserowej | 7 ±1mm | 7 ±0.5mm |
| Długość fali światła | 1064nm | |
| Tryb modulacji laserowej | Wzmocnienie sprzęgające | |
| Obszar znakowania | 100 *100mm (200 *200mm i 300*300mm dla opcji) | |
| Maksymalna prędkość znakowania | 7000mm/s | |
| Głębokość znakowania | 0.01 ~0.5mm (Na podstawie materiałów) | |
| Minimalna szerokość linii | 0.01mm | |
| Minimalny znak znakowania | 0.2mm | |
| Metoda chłodzenia | Chłodzenie powietrzem | |
| Zasilacz laboratoryjny | 220V/ 50Hz | |
| Wskaźnik laserowy | Wskaźnik czerwonej kropki | |
| Zaznaczanie treści | Tekst, Wzór, Zdjęcie | |
| System operacyjny | Windows 7 lub Windows 8 lub Windows 10 | |
| Oprogramowanie laserowe | Oprogramowanie sterujące EZCAD | |
| Obsługiwane formaty graficzne | bmp, jpg, gif, tga, png, tif, ai, dxf, dst, plt | |
| Moc jednostkowa | ≤700W | |
Dowiedz się więcej o różnych maszynach do znakowania laserowego włókien światłowodowych
 |  |
| Maszyna do znakowania laserem światłowodowym MOPA | Maszyna do znakowania laserowego światłowodowego Q-Switch |
Podsumowanie
Krótko mówiąc, laser światłowodowy MOPA ma szerszy zakres parametrów lasera, bardziej elastyczną regulację i bardziej wszechstronny zakres zastosowań niż laser światłowodowy Q-switched. W przypadku tej samej mocy lasery światłowodowe Q-switched mają więcej zalet kosztowych. Dlatego te 2 struktury laserowe prezentują stan komplementarny na rynku zastosowań przetwarzania laserowego nano2nd pulsed.
