MOPA光纖激光器與調(diào)Q光纖激光器的區(qū)別

時(shí)間：2022-01-20作者：深圳市圳為自動(dòng)化設(shè)備有限公司瀏覽：547

(1)深圳，2.國(guó)家激光加工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟)




MOPA(Master Oscillator-Power Amplifier, 主振蕩功率放大)激光器是指由激光振蕩器與放大器級(jí)聯(lián)的一種激光器結(jié)構(gòu)。而在工業(yè)界，MOPA激光器是一種*特的納秒脈沖光纖激光器，由電脈沖驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體激光種子源和光纖放大器組成。




智能主要體現(xiàn)在輸出脈沖寬度獨(dú)立可調(diào)(范圍可達(dá)2 ns-500 ns)，重復(fù)頻率高達(dá)兆赫茲。Q光纖激光器的種子源結(jié)構(gòu)是將損耗調(diào)制器插入光纖振蕩腔，通過定期調(diào)節(jié)諧振腔內(nèi)的光損失，產(chǎn)生一定脈寬的納秒脈沖光輸出。




納秒脈沖激光器以金屬標(biāo)記、焊接、清洗、切割等工業(yè)應(yīng)用而**。作為納秒脈沖激光器的兩種實(shí)現(xiàn)方法，MOPA結(jié)構(gòu)和調(diào)Q結(jié)構(gòu)的區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)是什么？對(duì)于這個(gè)經(jīng)常困擾每個(gè)人的問題，我們將從激光內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輸出光學(xué)參數(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。




激光內(nèi)部結(jié)構(gòu)




MOPA和調(diào)光纖激光器Q光纖激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理示意圖如下：




圖 1 MOPA和調(diào)Q光纖激光器結(jié)構(gòu)原理示意圖




MOPA和調(diào)光纖激光器Q光纖激光器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異主要在于脈沖種子光信號(hào)的不同生成。




MOPA光纖激光脈沖種子光信號(hào)是由電脈沖驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體激光芯片產(chǎn)生的，即通過驅(qū)動(dòng)電信號(hào)調(diào)制輸出光信號(hào)，對(duì)產(chǎn)生不同脈沖參數(shù)(脈寬、重復(fù)頻率、脈沖波形、功率等)有很強(qiáng)的靈活性。




調(diào)Q光纖激光器的脈沖種子光信號(hào)是通過定期增加或減少諧振腔內(nèi)的光損產(chǎn)生脈沖光輸出，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有更多的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。Q脈沖參數(shù)對(duì)設(shè)備的影響有一定的限制。

MOPA光纖激光輸出脈沖寬度獨(dú)立可調(diào)。MOPA光纖激光器的脈沖寬度可調(diào)(范圍為2 ns～500 ns）。脈寬越窄，熱影響區(qū)越小，加工精度越高。Q光纖激光器輸出脈寬不可調(diào)，脈寬一般輸出80 ns～140 ns固定值不變。MOPA光纖激光器的重復(fù)頻率范圍較寬。MOPA可達(dá)到激光重頻MHz高頻輸出。高頻意味著高加工效率MOPA高峰值功率特性(如圖2所示)仍可在高頻條件下保持。Q光纖激光受限Q開關(guān)工作條件，輸出頻率范圍窄，高頻只能達(dá)到～100 kHz。




MOPA光纖激光器參數(shù)調(diào)整范圍廣。因此，除了傳統(tǒng)納秒激光器的加工應(yīng)用外，還可以利用其*特的窄脈寬、高重頻和高峰功率來實(shí)現(xiàn)一些*特的精密加工應(yīng)用。




陽極氧化鋁表面處理

3C產(chǎn)品外殼多為輕氧化鋁。MOPA激光采用窄脈寬、高頻參數(shù)在陽極氧化鋁材料表面進(jìn)行黑色標(biāo)記，是其爆炸性增長(zhǎng)的里程碑。不同的灰度效果可以通過不同的參數(shù)組合來標(biāo)記。類似地，氧化鋁板表面剝離應(yīng)用程序。MOPA光纖激光器窄脈寬參數(shù)，可以達(dá)到高峰值功率去除陽極層的同時(shí)，降低熱傳遞和熱累積，使得材料不易變形，底紋也較加細(xì)膩亮白。




焊接異種金屬




由于不同金屬之間的熔化/沸點(diǎn)差異較大，傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)焊接方法無法建立有效的焊接點(diǎn)。不同金屬焊接MOPA光纖激光器的另一個(gè)基準(zhǔn)應(yīng)用也是利用其*特的窄脈寬和高峰功率來減少金屬間化合物的形成，從而形成牢固的連接結(jié)構(gòu)。




除此之外，MOPA半導(dǎo)體和光纖激光器ITO精密標(biāo)記、不銹鋼彩色標(biāo)記、高效清洗等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。




但因MOPA結(jié)構(gòu)成本相對(duì)較高。對(duì)于一般加工要求的金屬標(biāo)刻、深雕等應(yīng)用場(chǎng)景，調(diào)整Q光纖激光器市場(chǎng)份額較高。




總結(jié)而言，MOPA與調(diào)整相比，光纖激光器Q光纖激光器的激光參數(shù)覆蓋，調(diào)節(jié)較靈活，應(yīng)用范圍較全面。在相同的功率下，調(diào)整Q光纖激光器較具成本優(yōu)勢(shì)。因此，這兩種激光結(jié)構(gòu)在納秒脈沖激光加工的應(yīng)用市場(chǎng)上呈現(xiàn)出互補(bǔ)的狀態(tài)。


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