W ostatnich latach gwałtownie rozwinęło się zastosowanie impulsowych laserów światłowodowych w dziedzinie znakowania laserowego, wśród których zastosowania w dziedzinie elektronicznych produktów 3C, maszyn, żywności, opakowań itp. były bardzo rozległe.
Obecnie na rynku rodzaje impulsowych laserów światłowodowych stosowanych w znakowaniu laserowym to głównie technologia Q-switched oraz technologia MOPA.Laser MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) odnosi się do struktury lasera, w której oscylator laserowy i wzmacniacz są połączone kaskadowo.W branży laser MOPA odnosi się do unikalnego i bardziej „inteligentnego” nanosekundowego impulsowego lasera światłowodowego, składającego się z półprzewodnikowego źródła nasion lasera napędzanego impulsami elektrycznymi i wzmacniacza światłowodowego.Jego „inteligencja” przejawia się głównie w niezależnie regulowanej szerokości impulsu wyjściowego (zakres 2ns-500ns), a częstotliwość powtarzania może dochodzić nawet do megaherców.Struktura źródła nasion lasera światłowodowego z przełączaniem Q polega na wstawieniu modulatora strat do wnęki oscylatora światłowodowego, który generuje nanosekundowe impulsowe światło wyjściowe o określonej szerokości impulsu poprzez okresową modulację strat optycznych we wnęce.
Wewnętrzna struktura lasera
Różnica struktury wewnętrznej między laserem światłowodowym MOPA a laserem światłowodowym z przełączaniem Q polega głównie na różnych metodach generowania impulsowego sygnału świetlnego.Sygnał optyczny nasion impulsu lasera światłowodowego MOPA jest generowany przez półprzewodnikowy układ laserowy napędzający impuls elektryczny, to znaczy wyjściowy sygnał optyczny jest modulowany przez napędzający sygnał elektryczny, więc jest bardzo silny do generowania różnych parametrów impulsu (szerokość impulsu, częstotliwość powtarzania , przebieg impulsu i moc itp.) Elastyczność.Sygnał optyczny zarodka impulsu lasera światłowodowego z przełączaniem Q generuje impulsowe światło wyjściowe poprzez okresowe zwiększanie lub zmniejszanie strat optycznych we wnęce rezonansowej, z prostą strukturą i przewagą cenową.Jednak ze względu na wpływ urządzeń przełączających Q parametry impulsu mają pewne ograniczenia.
Wyjściowe parametry optyczne
Szerokość impulsu wyjściowego lasera światłowodowego MOPA jest regulowana niezależnie.Szerokość impulsu lasera światłowodowego MOPA ma dowolną przestrajalność (zakres 2ns ~ 500 ns).Im węższa szerokość impulsu, tym mniejsza strefa wpływu ciepła i można uzyskać wyższą dokładność przetwarzania.Szerokość impulsu wyjściowego lasera światłowodowego z przełączaniem Q nie jest regulowana, a szerokość impulsu jest na ogół stała i ma pewną stałą wartość między 80 ns a 140 ns.Laser światłowodowy MOPA ma szerszy zakres częstotliwości powtarzania.Ponowna częstotliwość lasera MOPA może osiągnąć wysoką częstotliwość wyjściową MHz.Wysoka częstotliwość powtarzania oznacza wysoką wydajność przetwarzania, a MOPA może nadal utrzymywać wysoką charakterystykę mocy szczytowej w warunkach wysokiej częstotliwości powtarzania.Laser światłowodowy z przełączaniem Q jest ograniczony warunkami pracy przełącznika Q, więc zakres częstotliwości wyjściowej jest wąski, a wysoka częstotliwość może osiągnąć tylko ~ 100 kHz.
Scenariusz zastosowania
Laser światłowodowy MOPA posiada szeroki zakres regulacji parametrów.W związku z tym, oprócz pokrycia zastosowań przetwarzania konwencjonalnych laserów nanosekundowych, może również wykorzystywać swoją unikalną wąską szerokość impulsu, wysoką częstotliwość powtarzania i wysoką moc szczytową, aby osiągnąć wyjątkowe precyzyjne zastosowania przetwarzania.Jak na przykład:
1. Zastosowanie usuwania powierzchni z blachy z tlenku glinu
Dzisiejsze produkty elektroniczne stają się coraz cieńsze i lżejsze.Wiele telefonów komórkowych, tabletów i komputerów wykorzystuje cienki i lekki tlenek glinu jako powłokę produktu.Używając lasera Q-switched do zaznaczania pozycji przewodzących na cienkiej płycie aluminiowej łatwo jest spowodować deformację materiału, czego efektem są „wypukłe łuski” na odwrocie, co bezpośrednio wpływa na estetykę wyglądu.Zastosowanie mniejszych parametrów szerokości impulsu lasera MOPA może sprawić, że materiał nie będzie łatwy do odkształcenia, a cieniowanie będzie delikatniejsze i jaśniejsze.Dzieje się tak, ponieważ laser MOPA wykorzystuje mały parametr szerokości impulsu, aby laser pozostawał na materiale krócej, i ma wystarczająco wysoką energię, aby usunąć warstwę anody, więc do obróbki zdzierania anody na powierzchni cienkiego tlenku glinu płyta, lasery MOPA są lepszym wyborem.
2. Anodowana aplikacja do czernienia aluminium
Używanie laserów do oznaczania czarnymi znakami towarowymi, modelami, tekstami itp. na powierzchni anodowanych materiałów aluminiowych, zamiast tradycyjnej technologii druku atramentowego i sitodruku, jest szeroko stosowane na obudowach elektronicznych produktów cyfrowych.
Ponieważ impulsowy laser światłowodowy MOPA ma szeroki zakres regulacji szerokości impulsu i częstotliwości powtarzania, zastosowanie wąskiej szerokości impulsu i parametrów wysokiej częstotliwości może oznaczać powierzchnię materiału z efektem czerni.Różne kombinacje parametrów mogą również oznaczać różne poziomy szarości.efekt.
Dlatego ma większą selektywność dla efektów procesu o różnej czerni i wyczuciu dłoni i jest preferowanym źródłem światła do czernienia anodowanego aluminium na rynku.Znakowanie odbywa się w dwóch trybach: tryb punktowy oraz regulowana moc punktu.Dostosowując gęstość kropek, można symulować różne efekty w skali szarości, a niestandardowe zdjęcia i spersonalizowane rękodzieło można oznaczać na powierzchni anodyzowanego aluminium.
3. Kolorowe znakowanie laserowe
W aplikacji kolorowej stali nierdzewnej laser musi pracować z małymi i średnimi szerokościami impulsów oraz wysokimi częstotliwościami.Na zmianę koloru wpływa głównie częstotliwość i moc.Na różnicę w tych kolorach wpływa głównie energia pojedynczego impulsu samego lasera i stopień nakładania się jego plamki na materiał.Ponieważ szerokość i częstotliwość impulsu lasera MOPA są regulowane niezależnie, regulacja jednego z nich nie wpłynie na pozostałe parametry.Współpracują ze sobą, aby osiągnąć różnorodne możliwości, których nie można osiągnąć za pomocą lasera Q-switch.W praktycznych zastosowaniach, dostosowując szerokość impulsu, częstotliwość, moc, prędkość, metodę napełniania, odstępy między wypełnieniami i inne parametry, permutując i łącząc różne parametry, można zaznaczyć więcej jego efektów kolorystycznych, bogatych i delikatnych kolorów.Na zastawie stołowej ze stali nierdzewnej, sprzęcie medycznym i wyrobach rękodzielniczych można nanieść wspaniałe logo lub wzory, aby uzyskać piękny efekt dekoracyjny.
Ogólnie rzecz biorąc, szerokość impulsu i częstotliwość lasera światłowodowego MOPA są niezależnie regulowane, a zakres parametrów regulacji jest duży, więc obróbka jest dobra, efekt termiczny jest niski i ma wyjątkowe zalety w znakowaniu blach z tlenku glinu, aluminium anodowanym czernienie i barwienie stali nierdzewnej.Uświadom sobie efekt, którego nie może osiągnąć laser światłowodowy Q-switched Laser światłowodowy Q-switched charakteryzuje się dużą mocą znakowania, co ma pewne zalety w głębokiej obróbce metali, ale efekt znakowania jest stosunkowo szorstki.W typowych zastosowaniach do znakowania impulsowe lasery światłowodowe MOPA są porównywane z laserami światłowodowymi z przełączaniem Q, a ich główne cechy przedstawiono w poniższej tabeli.Użytkownicy mogą wybrać odpowiedni laser zgodnie z rzeczywistymi potrzebami materiałów do znakowania i efektów.
Szerokość i częstotliwość impulsu lasera światłowodowego MOPA są niezależnie regulowane, a zakres parametrów regulacji jest duży, więc obróbka jest w porządku, efekt termiczny jest niski i ma wyjątkowe zalety w znakowaniu blach z tlenku glinu, czernieniu anodowanego aluminium, kolorowaniu stali nierdzewnej, i spawanie blach.Efekt, którego laser światłowodowy z przełączaniem Q nie może osiągnąć.Laser światłowodowy z przełączaniem Q charakteryzuje się dużą mocą znakowania, co ma pewne zalety w głębokiej obróbce metali, ale efekt znakowania jest stosunkowo szorstki.
Ogólnie rzecz biorąc, lasery światłowodowe MOPA mogą prawie zastąpić lasery światłowodowe Q-switch w zaawansowanych aplikacjach do znakowania laserowego i spawania.W przyszłości rozwój laserów światłowodowych MOPA będzie obierał węższe szerokości impulsów i wyższe częstotliwości jako kierunek, a jednocześnie będzie zmierzał w kierunku wyższej mocy i energii, nadal spełniał nowe wymagania precyzyjnej obróbki materiałów laserowych i nadal opracowania, takie jak odrdzewianie laserowe i lidar.I inne nowe obszary zastosowań.
Czas postu: 18 lipca 2021 r
