لیزر کیو سوئیچینگ و لیزر MOPA

در سال های اخیر کاربرد لیزرهای فیبر پالسی در زمینه مارک گذاری لیزری به سرعت توسعه یافته است که در این میان کاربردها در زمینه محصولات الکترونیکی 3C، ماشین آلات، مواد غذایی، بسته بندی و ... بسیار گسترده بوده است.

در حال حاضر انواع لیزرهای فیبر پالسی مورد استفاده در مارک گذاری لیزری در بازار عمدتاً شامل فناوری Q-switched و فناوری MOPA می باشد.لیزر MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) ​​به ساختار لیزری اطلاق می شود که در آن یک نوسان ساز لیزری و یک تقویت کننده آبشاری می شوند.در صنعت، لیزر MOPA به یک لیزر فیبر پالس نانوثانیه‌ای منحصربه‌فرد و «هوشمندتر» اطلاق می‌شود که از یک منبع دانه لیزری نیمه‌رسانا که توسط پالس‌های الکتریکی و تقویت‌کننده فیبر هدایت می‌شود، تشکیل شده است."هوش" آن عمدتاً در عرض پالس خروجی منعکس می شود که به طور مستقل قابل تنظیم است (محدوده 2ns-500ns) و فرکانس تکرار می تواند به اندازه مگاهرتز باشد.ساختار منبع بذر لیزر فیبر سوئیچ کیو برای قرار دادن یک مدولاتور تلفات در حفره نوسانگر فیبر است که با تعدیل دوره ای تلفات نوری در حفره، یک خروجی نور پالس نانوثانیه با پهنای پالس مشخص ایجاد می کند.

ساختار داخلی لیزر

تفاوت ساختار داخلی بین لیزر فیبر MOPA و لیزر فیبر سوئیچ Q عمدتاً در روش‌های تولید مختلف سیگنال نور پالس دانه نهفته است.سیگنال نوری دانه پالس لیزر فیبر MOPA توسط تراشه لیزر نیمه هادی محرک پالس الکتریکی تولید می شود، یعنی سیگنال نوری خروجی توسط سیگنال الکتریکی محرک مدوله می شود، بنابراین برای تولید پارامترهای پالس مختلف (عرض پالس، فرکانس تکرار) بسیار قوی است. ، شکل موج پالس و توان و غیره) انعطاف پذیری.سیگنال نوری پالس دانه لیزر فیبر سوئیچ کیو با افزایش یا کاهش دوره ای تلفات نوری در حفره تشدید، با ساختار ساده و مزیت قیمتی، خروجی نور پالسی تولید می کند.با این حال، به دلیل تأثیر دستگاه های سوئیچینگ Q، پارامترهای پالس دارای محدودیت های خاصی هستند.

پارامترهای نوری خروجی

عرض پالس خروجی لیزر فیبر MOPA به طور مستقل قابل تنظیم است.پهنای پالس لیزر فیبر MOPA قابلیت تنظیم دارد (محدوده 2 ns تا 500 ns).هرچه عرض پالس باریکتر باشد، ناحیه متاثر از گرما کوچکتر است و دقت پردازش بالاتری را می توان به دست آورد.عرض پالس خروجی لیزر فیبر سوئیچ کیو قابل تنظیم نیست و عرض پالس عموماً در یک مقدار ثابت مشخص بین 80 ns تا 140 ns ثابت است.لیزر فیبر MOPA دارای محدوده فرکانس تکرار گسترده تری است.فرکانس مجدد لیزر MOPA می تواند به خروجی فرکانس بالای مگاهرتز برسد.فرکانس تکرار بالا به معنای راندمان پردازش بالا است و MOPA همچنان می‌تواند ویژگی‌های اوج توان بالا را تحت شرایط فرکانس تکرار بالا حفظ کند.لیزر فیبر سوئیچ کیو با شرایط کار سوئیچ Q محدود شده است، بنابراین محدوده فرکانس خروجی باریک است و فرکانس بالا تنها می تواند به 100 کیلوهرتز برسد.

سناریوی کاربردی

لیزر فیبر MOPA دارای محدوده تنظیم پارامتر گسترده ای است.بنابراین، علاوه بر پوشش کاربردهای پردازشی لیزرهای نانوثانیه معمولی، می‌تواند از عرض پالس باریک منحصر به فرد، فرکانس تکرار بالا و قدرت پیک بالا برای دستیابی به برخی از کاربردهای پردازش دقیق منحصر به فرد خود استفاده کند.مانند:

1. کاربرد لایه برداری سطح ورق اکسید آلومینیوم

محصولات الکترونیکی امروزی نازک تر و سبک تر می شوند.بسیاری از تلفن های همراه، تبلت ها و رایانه ها از اکسید آلومینیوم نازک و سبک به عنوان پوسته محصول استفاده می کنند.هنگام استفاده از لیزر Q-switched برای علامت گذاری موقعیت های رسانا بر روی صفحه آلومینیومی نازک، به راحتی می توان باعث تغییر شکل مواد شد و در نتیجه "بدنه های محدب" در پشت ایجاد کرد که مستقیماً زیبایی ظاهر را تحت تأثیر قرار می دهد.استفاده از پارامترهای پهنای پالس کوچکتر لیزر MOPA باعث می شود که مواد به راحتی تغییر شکل ندهند و سایه آن ظریف تر و روشن تر باشد.این به این دلیل است که لیزر MOPA از یک پارامتر عرض پالس کوچک استفاده می‌کند تا لیزر روی ماده کوتاه‌تر بماند و انرژی کافی برای حذف لایه آند دارد، بنابراین برای پردازش آند بر روی سطح اکسید آلومینیوم نازک است. پلیت، لیزرهای MOPA انتخاب بهتری هستند.

2. کاربرد سیاه شدن آلومینیوم آنودایز شده

استفاده از لیزر برای علامت گذاری علائم تجاری سیاه رنگ، مدل ها، متون و غیره بر روی سطح مواد آلومینیومی آنودایز شده، به جای فناوری سنتی جوهر افشان و صفحه نمایش ابریشم، به طور گسترده بر روی پوسته محصولات دیجیتال الکترونیکی استفاده شده است.

از آنجایی که لیزر فیبر پالسی MOPA دارای عرض پالس گسترده و محدوده تنظیم فرکانس تکرار است، استفاده از پارامترهای عرض پالس باریک و فرکانس بالا می تواند سطح ماده را با جلوه سیاه نشان دهد.ترکیب های مختلف پارامترها همچنین می توانند سطوح خاکستری مختلف را مشخص کنند.اثر

بنابراین، انتخاب پذیری بیشتری برای اثرات فرآیندی مختلف سیاهی و احساس دست دارد و منبع نور ترجیحی برای سیاه کردن آلومینیوم آنودایز شده در بازار است.علامت گذاری در دو حالت انجام می شود: حالت نقطه و قدرت نقطه تنظیم شده.با تنظیم تراکم نقاط، افکت‌های مختلف خاکستری را می‌توان شبیه‌سازی کرد و عکس‌های سفارشی‌شده و کاردستی‌های شخصی‌شده را می‌توان بر روی سطح مواد آلومینیوم آنودایز شده علامت‌گذاری کرد.

3. علامت گذاری لیزری رنگی

در کاربرد رنگی استنلس استیل، لیزر برای کار با پهنای پالس های کوچک و متوسط ​​و فرکانس های بالا مورد نیاز است.تغییر رنگ عمدتاً تحت تأثیر فرکانس و قدرت است.تفاوت در این رنگ ها عمدتاً تحت تأثیر انرژی تک پالس خود لیزر و نرخ همپوشانی نقطه آن بر روی ماده است.از آنجایی که عرض پالس و فرکانس لیزر MOPA به طور مستقل قابل تنظیم است، تنظیم یکی از آنها بر پارامترهای دیگر تأثیری نخواهد داشت.آنها برای دستیابی به امکانات مختلفی با یکدیگر همکاری می کنند که با لیزر سوئیچ کیو نمی توان به آن دست یافت.در کاربردهای عملی، با تنظیم پهنای پالس، فرکانس، توان، سرعت، روش پر کردن، فاصله پر کردن و سایر پارامترها، جایگشت و ترکیب پارامترهای مختلف، می‌توانید بیشتر جلوه‌های رنگی آن، رنگ‌های غنی و ظریف را علامت‌گذاری کنید.روی ظروف استیل، تجهیزات پزشکی و صنایع دستی، آرم ها یا الگوهای زرق و برق دار را می توان برای اجرای یک جلوه تزئینی زیبا مشخص کرد.

به طور کلی، عرض پالس و فرکانس لیزر فیبر MOPA به طور مستقل قابل تنظیم است و محدوده پارامتر تنظیم بزرگ است، بنابراین پردازش خوب است، اثر حرارتی کم است، و دارای مزایای برجسته در علامت گذاری ورق اکسید آلومینیوم، آلومینیوم آنودایز شده است. سیاه شدن و رنگ آمیزی فولاد ضد زنگ.درک اثری که لیزر فیبر سوئیچ کیو نمی تواند به دست آورد لیزر فیبر سوئیچ کیو با قدرت علامت گذاری قوی مشخص می شود که مزایای خاصی در پردازش حکاکی عمیق فلزات دارد، اما اثر علامت گذاری نسبتا خشن است.در کاربردهای رایج علامت گذاری، لیزرهای فیبر پالسی MOPA با لیزرهای فیبر سوئیچ کیو مقایسه می شوند و ویژگی های اصلی آنها در جدول زیر نشان داده شده است.کاربران می توانند لیزر مناسب را با توجه به نیازهای واقعی مواد و اثرات علامت گذاری انتخاب کنند.

عرض و فرکانس پالس لیزر فیبر MOPA به طور مستقل قابل تنظیم است و محدوده پارامتر تنظیم بزرگ است، بنابراین پردازش خوب است، اثر حرارتی کم است، و دارای مزایای برجسته در علامت گذاری ورق اکسید آلومینیوم، سیاه شدن آلومینیوم آنودایز، رنگ آمیزی فولاد ضد زنگ است. و جوشکاری ورق.اثری که لیزر فیبر سوئیچ کیو نمی تواند به آن دست یابد.لیزر فیبر سوئیچ کیو با قدرت علامت گذاری قوی مشخص می شود که دارای مزایای خاصی در پردازش حکاکی عمیق فلزات است، اما اثر علامت گذاری نسبتا خشن است.

به طور کلی، لیزرهای فیبر MOPA تقریباً می توانند جایگزین لیزرهای فیبر سوئیچ کیو در کاربردهای لیزری برجسته و جوشکاری شوند.در آینده، توسعه لیزرهای فیبر MOPA، عرض پالس‌های باریک‌تر و فرکانس‌های بالاتر را به‌عنوان جهت می‌گیرد و در عین حال به سمت قدرت بالاتر و انرژی بالاتر حرکت می‌کند، به نیازهای جدید پردازش ریز مواد لیزری ادامه می‌دهد و به توسعه مانند زنگ زدایی لیزری و لیدار.و سایر زمینه های کاربردی جدید.