През последните години приложението на импулсни влакнести лазери в областта на лазерното маркиране се разви бързо, сред които приложенията в областта на електронните 3C продукти, машини, храни, опаковки и др. бяха много обширни.
Понастоящем видовете импулсни влакнести лазери, използвани при лазерно маркиране на пазара, включват основно Q-switched технология и MOPA технология.MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) лазер се отнася до лазерна структура, в която лазерен осцилатор и усилвател са каскадно свързани.В индустрията MOPA лазерът се отнася до уникален и по-„интелигентен“ наносекунден импулсен влакнест лазер, съставен от полупроводников лазерен източник, задвижван от електрически импулси и влакнест усилвател.Неговата „интелигентност“ се отразява главно в ширината на изходния импулс, която се регулира независимо (диапазон 2ns-500ns), а честотата на повторение може да достигне мегахерца.Структурата на началния източник на Q-switched влакнестия лазер е да вмъкне модулатор на загуби в кухината на влакнестия осцилатор, който генерира наносекунден импулсен светлинен изход с определена ширина на импулса чрез периодично модулиране на оптичната загуба в кухината.
Вътрешната структура на лазера
Разликата във вътрешната структура между влакнестия лазер MOPA и влакнестия лазер с Q-превключване се състои главно в различните методи за генериране на импулсен светлинен сигнал.Оптичният сигнал за импулсно зареждане на лазерни импулси MOPA се генерира от управляващия електрически импулс полупроводников лазерен чип, тоест изходният оптичен сигнал се модулира от управляващия електрически сигнал, така че е много силен за генериране на различни импулсни параметри (широчина на импулса, честота на повторение , форма на импулсна вълна и мощност и др.) Гъвкавост.Импулсният оптичен сигнал на оптичния лазер с Q-превключвател генерира импулсна светлинна мощност чрез периодично увеличаване или намаляване на оптичната загуба в резонансната кухина, с проста структура и ценово предимство.Въпреки това, поради влиянието на Q-превключващите устройства, параметрите на импулса имат определени ограничения.
Изходни оптични параметри
Ширината на изходния импулс на оптичния лазер MOPA се регулира независимо.Широчината на импулса на оптичния лазер MOPA има всякаква регулируемост (диапазон 2ns～500 ns).Колкото по-тясна е ширината на импулса, толкова по-малка е засегнатата от топлината зона и може да се постигне по-висока точност на обработка.Ширината на изходния импулс на Q-switched fiber лазера не може да се регулира и ширината на импулса обикновено е постоянна при определена фиксирана стойност между 80 ns и 140 ns.Оптичният лазер MOPA има по-широк честотен диапазон на повторение.Повторната честота на MOPA лазера може да достигне високочестотния изход от MHz.Високата честота на повторение означава висока ефективност на обработка и MOPA все още може да поддържа високи характеристики на пикова мощност при условия на висока честота на повторение.Оптичният лазер с Q-превключвател е ограничен от работните условия на превключвателя Q, така че обхватът на изходната честота е тесен и високата честота може да достигне само ~100 kHz.
Сценарий на приложение
Оптичният лазер MOPA има широк диапазон на настройка на параметрите.Следователно, в допълнение към покриването на приложенията за обработка на конвенционалните наносекундни лазери, той може също да използва своята уникална тясна ширина на импулса, висока честота на повторение и висока пикова мощност, за да постигне някои уникални приложения за прецизна обработка.като:
1. Прилагане на повърхностно отстраняване на лист от алуминиев оксид
Днешните електронни продукти стават все по-тънки и по-леки.Много мобилни телефони, таблети и компютри използват тънък и лек алуминиев оксид като обвивка на продукта.Когато използвате Q-switched лазер за маркиране на проводими позиции върху тънка алуминиева плоча, е лесно да предизвикате деформация на материала, което води до „изпъкнали корпуси“ на гърба, което пряко засяга естетиката на външния вид.Използването на по-малките параметри на ширината на импулса на лазера MOPA може да направи материала труден за деформиране, а засенчването е по-деликатно и по-ярко.Това е така, защото MOPA лазерът използва малък параметър за ширина на импулса, за да направи лазера да остане върху материала по-кратък, и има достатъчно висока енергия, за да премахне анодния слой, така че за обработката на отстраняване на анода върху повърхността на тънък алуминиев оксид пластина, MOPA лазерите са по-добър избор.
2. Приложение за почерняване на анодизиран алуминий
Използването на лазери за маркиране на черни търговски марки, модели, текстове и т.н. върху повърхността на анодизирани алуминиеви материали, вместо традиционната мастиленоструйна и копринена технология, се използва широко върху черупките на електронни цифрови продукти.
Тъй като лазерът с импулсни влакна MOPA има широк обхват на регулиране на ширината на импулса и честотата на повторение, използването на параметри с тясна ширина на импулса и висока честота може да маркира повърхността на материала с черен ефект.Различни комбинации от параметри също могат да маркират различни нива на сивото.ефект.
Следователно, той има по-голяма селективност за ефектите на процеса на различно чернота и усещане за ръка и е предпочитаният източник на светлина за почерняване на анодизиран алуминий на пазара.Маркирането се извършва в два режима: точков режим и регулирана точкова мощност.Чрез регулиране на плътността на точките могат да се симулират различни ефекти в сивата скала и персонализирани снимки и персонализирани занаяти могат да бъдат маркирани върху повърхността на анодизиран алуминиев материал.
3. Цветно лазерно маркиране
При цветното приложение на неръждаема стомана лазерът трябва да работи с малки и средни ширини на импулса и високи честоти.Промяната на цвета се влияе главно от честотата и мощността.Разликата в тези цветове се влияе главно от енергията на единичния импулс на самия лазер и степента на припокриване на неговото петно върху материала.Тъй като ширината на импулса и честотата на MOPA лазера се регулират независимо, регулирането на един от тях няма да повлияе на другите параметри.Те си сътрудничат помежду си, за да постигнат разнообразие от възможности, които не могат да бъдат постигнати от лазер с Q-switched.В практически приложения, чрез регулиране на ширината на импулса, честотата, мощността, скоростта, метода на пълнене, разстоянието на пълнене и други параметри, пермутиране и комбиниране на различни параметри, можете да маркирате повече от неговите цветови ефекти, богати и деликатни цветове.Върху прибори за хранене от неръждаема стомана, медицинско оборудване и занаяти могат да бъдат маркирани великолепни лога или шарки, за да изиграят красив декоративен ефект.
Като цяло ширината на импулса и честотата на лазера с влакна MOPA са независимо регулируеми и обхватът на параметрите за настройка е голям, така че обработката е добра, топлинният ефект е нисък и има изключителни предимства при маркиране на листове от алуминиев оксид, анодизиран алуминий почерняване и оцветяване на неръждаема стомана.Осъзнайте ефекта, който Q-switched fiber лазерът не може да постигне Q-switched fiber лазерът се характеризира със силна маркираща мощност, която има определени предимства при обработката на дълбоко гравиране на метали, но ефектът на маркиране е сравнително груб.В обичайните приложения за маркиране MOPA импулсните влакнести лазери се сравняват с Q-превключваните влакнести лазери и основните им характеристики са показани в следващата таблица.Потребителите могат да изберат правилния лазер според действителните нужди от маркиращи материали и ефекти.
Ширината и честотата на лазерния импулс на MOPA влакна са независимо регулируеми и обхватът на параметрите за настройка е голям, така че обработката е добра, топлинният ефект е нисък и има изключителни предимства при маркиране на листове от алуминиев оксид, почерняване на анодизиран алуминий, оцветяване на неръждаема стомана, и заваряване на ламарина.Ефектът, който Q-switched fibre лазерът не може да постигне.Оптичният лазер с Q-превключвател се характеризира със силна маркираща мощност, която има определени предимства при обработката на дълбоко гравиране на метали, но ефектът на маркиране е сравнително груб.
Като цяло MOPA влакнестите лазери почти могат да заменят влакнестите лазери с Q-превключване в приложенията за лазерно маркиране и заваряване от висок клас.В бъдеще развитието на оптични лазери MOPA ще поеме по-тесни ширини на импулса и по-високи честоти като посока и в същото време ще върви към по-висока мощност и по-висока енергия, ще продължи да отговаря на новите изисквания за фина обработка на лазерни материали и ще продължи да разработване като лазерно отстраняване на ръжда и лидар.И други нови области на приложение.
Време на публикуване: 18 юли 2021 г
