В останні роки застосування імпульсних волоконних лазерів у сфері лазерного маркування швидко розвивається, серед яких застосування в областях електронних продуктів 3C, машин, продуктів харчування, упаковки тощо було дуже широким.
В даний час типи імпульсних волоконних лазерів, які використовуються для лазерного маркування на ринку, в основному включають технологію Q-switched і технологію MOPA.Лазер MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) відноситься до лазерної структури, в якій лазерний генератор і підсилювач з’єднані каскадом.У галузі лазер MOPA відноситься до унікального та більш «інтелектуального» наносекундного імпульсного волоконного лазера, що складається з напівпровідникового лазерного джерела затравки, що керується електричними імпульсами, і волоконного підсилювача.Його «інтелект» в основному відображається в тому, що ширина вихідного імпульсу регулюється незалежно (діапазон 2ns-500ns), а частота повторення може досягати мегагерц.Структура початкового джерела волоконного лазера з модуляцією добротності полягає у введенні модулятора втрат у порожнину волоконного осцилятора, який генерує наносекундний імпульсний вихід світла з певною шириною імпульсу шляхом періодичної модуляції оптичних втрат у порожнині.
Внутрішня будова лазера
Відмінність внутрішньої структури між волоконним лазером MOPA та волоконним лазером з модуляцією добротності головним чином полягає в різних методах генерації імпульсного світлового сигналу.Оптичний сигнал початкового імпульсу волоконного лазера MOPA генерується напівпровідниковим лазерним чіпом, що керує електричним імпульсом, тобто вихідний оптичний сигнал модулюється керуючим електричним сигналом, тому він дуже сильний для генерації різних параметрів імпульсу (широта імпульсу, частота повторення). , форма та потужність імпульсу тощо) Гнучкість.Імпульсний оптичний сигнал волоконного лазера з модуляцією добротності генерує імпульсний світловий вихід шляхом періодичного збільшення або зменшення оптичних втрат у резонансній порожнині з простою структурою та вигідною ціною.Однак через вплив пристроїв модуляції добротності параметри імпульсу мають певні обмеження.
Вихідні оптичні параметри
Ширина вихідного імпульсу волоконного лазера MOPA регулюється незалежно.Ширина імпульсу волоконного лазера MOPA має будь-яку можливість регулювання (діапазон 2 нс ~ 500 нс).Чим вужча ширина імпульсу, тим менша зона термічного впливу, і можна отримати вищу точність обробки.Ширина вихідного імпульсу волоконного лазера з модуляцією добротності не регулюється, і ширина імпульсу, як правило, є постійною при певному фіксованому значенні між 80 нс і 140 нс.Волоконний лазер MOPA має більш широкий діапазон частот повторення.Повторна частота 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.Волоконний лазер з модуляцією добротності обмежений умовами роботи перемикача добротності, тому діапазон вихідних частот вузький, а висока частота може досягати лише ~100 кГц.
Сценарій застосування
Волоконний лазер MOPA має широкий діапазон налаштування параметрів.Таким чином, окрім застосування обробки звичайних наносекундних лазерів, він також може використовувати свою унікальну вузьку ширину імпульсу, високу частоту повторення та високу пікову потужність для досягнення деяких унікальних програм точної обробки.як от:
1. Застосування поверхневої зачистки листа оксиду алюмінію
Сучасні електронні вироби стають тоншими та легшими.Багато мобільних телефонів, планшетів і комп’ютерів використовують тонкий і легкий оксид алюмінію як оболонку продукту.Використовуючи лазер з модуляцією добротності для позначення провідних позицій на тонкій алюмінієвій пластині, можна легко спричинити деформацію матеріалу, що призведе до появи «опуклих оболонок» на тильній стороні, що безпосередньо впливає на естетику зовнішнього вигляду.Використання менших параметрів ширини імпульсу лазера MOPA може зробити матеріал непростим для деформації, а затінення більш делікатним і яскравішим.Це пояснюється тим, що MOPA-лазер використовує малий параметр ширини імпульсу, щоб скоротити час перебування лазера на матеріалі, і він має достатньо високу енергію для видалення анодного шару, тому для обробки зняття анода з поверхні тонкого оксиду алюмінію пластини, лазери MOPA є кращим вибором.
2. Застосування для чорніння анодованого алюмінію
Використання лазерів для маркування чорних торгових марок, моделей, текстів тощо на поверхні анодованих алюмінієвих матеріалів замість традиційних струменевих і шовкотрафаретних технологій широко використовується на корпусах електронних цифрових продуктів.
Оскільки імпульсний волоконний лазер MOPA має широку ширину імпульсу та діапазон регулювання частоти повторення, використання вузьких параметрів ширини імпульсу та високої частоти може позначити поверхню матеріалу чорним ефектом.Різні комбінації параметрів також можуть позначати різні рівні сірого.ефект.
Таким чином, він має більшу селективність щодо ефектів процесу різної чорноти та відчуття руки, і це джерело світла, якому віддається перевага для чорніння анодованого алюмінію на ринку.Розмітка здійснюється в двох режимах: точковий режим і налаштована точкова потужність.Регулюючи щільність точок, можна імітувати різні ефекти відтінків сірого, а на поверхні анодованого алюмінієвого матеріалу можна позначати персоналізовані фотографії та персоналізовані вироби.
3. Кольорове лазерне маркування
У кольоровому застосуванні з нержавіючої сталі лазер повинен працювати з малою та середньою шириною імпульсу та високими частотами.На зміну кольору в основному впливають частота та потужність.На різницю в цих кольорах головним чином впливає енергія одного імпульсу самого лазера та швидкість перекриття його плями на матеріалі.Оскільки ширина імпульсу та частота лазера MOPA регулюються незалежно, налаштування одного з них не вплине на інші параметри.Вони співпрацюють один з одним, щоб досягти різноманітних можливостей, яких неможливо досягти за допомогою лазера з модуляцією добротності.У практичних застосуваннях, регулюючи ширину імпульсу, частоту, потужність, швидкість, спосіб заповнення, інтервал заповнення та інші параметри, переставляючи та поєднуючи різні параметри, ви можете позначити більше його колірних ефектів, насичених і делікатних кольорів.На посуді з нержавіючої сталі, медичному обладнанні та виробах ручної роботи можна нанести чудові логотипи або візерунки, щоб створити гарний декоративний ефект.
Загалом, ширина імпульсу та частота волоконного лазера MOPA регулюються незалежно, а діапазон параметрів регулювання великий, тому обробка хороша, тепловий ефект низький, і він має видатні переваги в маркуванні листів оксидом алюмінію, анодованого алюмінію чорніння та фарбування нержавіючої сталі.Зрозумійте, якого ефекту не може досягти волоконний лазер із модуляцією добротності. Волоконний лазер із модуляцією добротності характеризується високою потужністю маркування, що має певні переваги при обробці глибокого гравірування металів, але ефект маркування є відносно грубим.У звичайних застосуваннях маркування імпульсні волоконні лазери MOPA порівнюються з волоконними лазерами з модуляцією добротності, і їх основні характеристики показано в наступній таблиці.Користувачі можуть вибрати правильний лазер відповідно до фактичних потреб маркувальних матеріалів і ефектів.
Ширина та частота імпульсу волоконного лазера MOPA регулюються незалежно, а діапазон параметрів регулювання великий, тому обробка хороша, тепловий ефект низький, і він має видатні переваги в маркуванні листів оксидом алюмінію, анодованому алюмінієвому чорнінні, фарбуванні нержавіючої сталі, та зварювання листового металу.Ефект, якого не може досягти волоконний лазер з модуляцією добротності.Волоконний лазер із модуляцією добротності характеризується високою потужністю маркування, що має певні переваги при обробці металів глибоким гравіруванням, але ефект маркування є відносно грубим.
Загалом, волоконні лазери MOPA можуть майже замінити волоконні лазери з модуляцією добротності в лазерному маркуванні та зварюванні.У майбутньому розробка волоконних лазерів MOPA прийматиме меншу ширину імпульсу та вищі частоти як напрямок, і в той же час рухатиметься до більшої потужності та більшої енергії, продовжуватиме відповідати новим вимогам до тонкої обробки лазерного матеріалу та продовжуватиме такі розробки, як лазерне видалення іржі та лідар.Та інші нові сфери застосування.
Час публікації: 18 липня 2021 р
