Láser de fibra MOPA y Q-Switched
MOPA es el acrónimo de Master Oscillator Power Amplifier. El láser MOPA se refiere a una estructura láser en la que se conectan en cascada un oscilador láser y un amplificador. En el mundo industrial, el láser MOPA se refiere a un láser de fibra pulsado nano2nd único y más "inteligente", compuesto por una fuente de láser semiconductor y un amplificador de fibra accionado por pulsos eléctricos.
Su "inteligencia" se refleja principalmente en el ancho de pulso de salida ajustable independientemente (que va de 2 ns a 500 ns), y la frecuencia de repetición puede ser tan alta como megahertz. La estructura de la fuente de semillas del láser de fibra conmutado por Q consiste en insertar un modulador de pérdida en la cavidad oscilante de la fibra, que genera una salida de luz de pulso nano2nd con un cierto ancho de pulso modulando periódicamente la pérdida óptica en la cavidad.
Los láseres pulsados nano2nd son bien conocidos por sus aplicaciones industriales, como el marcado, la soldadura, la limpieza y el corte de metales. Como las 2 principales implementaciones de los láseres pulsados nano2nd, ¿cuáles son las diferencias y ventajas de la estructura MOPA y la estructura Q-switched? Para este problema que a menudo preocupa a todos, haremos un análisis simple de la estructura interna del láser, los parámetros ópticos de salida y los escenarios de aplicación.
Comparación de la estructura interna
Comparación de la estructura interna y el principio del generador láser de fibra MOPA y el generador láser de fibra Q-switched.
La diferencia de estructura interna entre el láser de fibra MOPA y el láser de fibra Q-switched está principalmente en la forma de generar la señal óptica del pulso.
La señal óptica del pulso láser de fibra MOPA se genera mediante el pulso eléctrico que impulsa el chip láser semiconductor, es decir, la señal óptica de salida se modula impulsando la señal eléctrica, por lo que tiene una gran capacidad para generar diferentes parámetros de pulso (ancho de pulso, frecuencia de repetición, forma de pulso y potencia).
La señal óptica pulsada de la semilla del láser de fibra con conmutación Q genera una salida de luz pulsada aumentando o disminuyendo periódicamente la pérdida óptica en el resonador, y tiene una estructura simple y una ventaja de precio. Sin embargo, debido a la influencia de los dispositivos con conmutación Q, los parámetros del pulso son limitados.
Comparación de parámetros ópticos
El ancho de pulso de salida del láser de fibra MOPA se puede ajustar de forma independiente. El ancho de pulso de los láseres de fibra MOPA se puede ajustar de forma arbitraria (desde 2 ns hasta 500 ns). Cuanto más estrecho sea el ancho de pulso, menor será el área afectada por el calor y mayor será la precisión de mecanizado que se puede obtener. El ancho de pulso de salida del láser de fibra con conmutación Q no se puede ajustar y, por lo general, permanece inalterado en un valor fijo de 80 ns a 140 ns.
Los láseres de fibra MOPA tienen un rango de frecuencia de repetición más amplio. La frecuencia de repetición del láser MOPA puede alcanzar la salida de alta frecuencia de MHz. Una alta frecuencia de repetición significa una alta eficiencia de procesamiento, y MOPA aún puede mantener características de alta potencia de pico en condiciones de alta frecuencia de repetición. Debido a la limitación de las condiciones de trabajo del Q-switch, el láser de fibra conmutado por Q tiene un rango de frecuencia de salida estrecho, y la alta frecuencia solo puede alcanzar ~100 kHz.
Comparación de aplicaciones
Las diferencias de aplicación entre MOPA máquina de marcado láser y máquina de marcado láser Q-Switch.
Generador láser de fibra JPT MOPA
Generador láser de fibra Q-Switched de Raycus
Aplicaciones de superficies desprendidas de láminas de alúmina
En la actualidad, cada vez más productos electrónicos delgados, como teléfonos móviles, tabletas y ordenadores, utilizan óxido de aluminio fino como producto de la carcasa. El uso del láser Q-switch en el marcado de placas de aluminio finas puede provocar fácilmente la deformación del material y producir una "carcasa convexa" en el eje abaxial, lo que afecta directamente a la apariencia. Los parámetros del ancho de pulso del láser MOPA son más pequeños, lo que puede hacer que el material se deforme fácilmente y el sombreado sea más delicado y de un blanco brillante. Esto se debe a que el láser MOPA utiliza el parámetro de ancho de pulso que puede hacer que el láser permanezca en el material más corto y que una energía suficientemente alta pueda eliminar la capa de ánodo, por lo que para el procesamiento del ánodo de la superficie de las placas de aluminio finas, el láser MOPA es una mejor opción.
Aplicaciones de marcado negro de alúmina anódica
El uso del láser en la superficie de alúmina anódica para marcar una marca negra, modelo y texto, la aplicación en los últimos 2 años es gradualmente utilizada por los fabricantes de productos electrónicos Apple, Huawei, Lenovo, Samsung para la carcasa de productos electrónicos, utilizada para marcar marcas negras en las marcas comerciales, modelos, etc. Para este tipo de aplicaciones, solo se puede procesar con láser MOPA. Debido a que tiene un ancho de pulso amplio y un rango de ajuste de frecuencia de pulso, el láser MOPA mediante un ancho de pulso estrecho y parámetros de alta frecuencia puede estar en la superficie del material marcado con un efecto de negro, a través de diferentes combinaciones de parámetros también se puede reproducir el efecto marcado de diferentes grises.
Aplicaciones de mecanizado de precisión en electrónica, semiconductores e ITO
En la electrónica, semiconductores, ITO y otros mecanizados de precisión, se necesita principalmente utilizar marcado de líneas finas. Debido a la estructura del láser Q-switch, no puede ajustar los parámetros de ancho de pulso, por lo que es difícil lograr líneas finas. El láser MOPA puede ser flexible para ajustar los parámetros de ancho de pulso y frecuencia, lo que no solo puede hacer que la línea sea fina, sino que también el borde no sea liso.
Además de los diversos casos de aplicación mencionados anteriormente, existen muchas aplicaciones diferentes del láser MOPA y del láser Q-switch. A continuación se muestran algunos ejemplos típicos de aplicaciones con la siguiente tabla:
| Aplicaciones | Sistema de marcado láser Q-Switched | Sistema de marcado láser MOPA |
| Superficie desprendida de lámina de alúmina | Fácil deformar, marcado basto | Sin deformación, marcado fino |
| Marcado de color negro de láminas de alúmina | Inhabilitar. | Marcar diferentes colores negros mediante la configuración de los parámetros. |
| Marcado de profundidad de metal. | Marcado aproximado. | Marcado fino. |
| Marcado de color de acero inoxidable. | Difícil establecer parámetros y fuera de foco. | Marcar diferentes colores configurando los parámetros. |
| PC, plástico ABS. | Marcado rugoso con borde amarillo. | Liso sin borde amarillo. |
| Teclado de pintura con transmisión de luz. | Inhabilitar. | Es fácil hacerlo permeable a la luz. |
| Componentes electrónicos, semiconductores, mecanizado de precisión ITO. | Mayor ancho de pulso y potencia. | El pulso se puede ajustar para obtener la mejor fácula y lograr el equilibrio de potencia. |
En la comparación de la introducción anterior, podemos ver que las máquinas de marcado láser de fibra MOPA pueden reemplazar las máquinas de marcado láser Q-switch. grabadores láser de fibra En muchas aplicaciones. En algunas de las aplicaciones más sofisticadas, el grabador láser de fibra MOPA es mejor que el sistema de marcado láser de fibra Q-Switched.
Comparación de parámetros técnicos
Semejanzas y diferencias de parámetros técnicos de la máquina marcadora láser MOPA y Q-Switch
| Modelo | STJ-30F | STJ-30FM |
| Poder del laser | 30W | 30W |
| laser beam | Láser de fibra conmutado Q de Raycus | Láser de fibra JPT MOPA |
| Ancho de impulso | 90-120 ns | 6-250 ns |
| Rango de potencia ajustable | 10-100% | 0-100% |
| Energía de pulso | 1Mj | 0.5mj |
| M2 | <1.5 | <1.3 |
| Resiste alta reflexión | NO | Si |
| Diámetro del haz láser | 7 ±1mm | 7 ±0.5mm |
| Longitud de onda de luz | 1064nm | |
| Modo de modulación láser | Amplificación de acoplamiento | |
| Zona de marcado | 100*100mm (200 *200mm y 300*300mm para la opción) | |
| Velocidad máxima de marcado | 7000mm/s | |
| Profundidad de marcado | 0.01 ~0.5mm (Basado en los materiales) | |
| Ancho de línea mínimo | 0.01mm | |
| Carácter de marcado mínimo | 0.2 mm | |
| Método de enfriamiento | refrigeración por aire | |
| Fuente de Energía | 220V/ 50Hz | |
| Indicador láser | Puntero de punto rojo | |
| Contenido de marcado | Texto, patrón, foto | |
| Sistema operativo | Windows 7 o Windows 8 o Windows 10 | |
| Software láser | Software de control EZCAD | |
| Formatos gráficos compatibles | bmp, jpg, gif, tga, png, tif, ai, dxf, dst, plt | |
| Unidad de potencia | ≤700W | |
Obtenga más información sobre las diferentes máquinas de marcado láser de fibra
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| Máquina marcadora láser de fibra MOPA | Marcadora láser de fibra Q-Switch |
Resumen
En una palabra, el láser de fibra MOPA tiene una cobertura de parámetros láser más amplia, un ajuste más flexible y un rango de aplicación más completo que el láser de fibra Q-switched. En el caso de la misma potencia, los láseres de fibra Q-switched tienen más ventajas de costo. Por lo tanto, estas 2 estructuras láser presentan un estado complementario en el mercado de aplicación del procesamiento de láser pulsado nano2nd.
