Under senare år har tillämpningen av pulsade fiberlasrar inom området lasermärkning utvecklats snabbt, bland vilka tillämpningar inom områdena elektroniska 3C-produkter, maskiner, livsmedel, förpackningar etc. har varit mycket omfattande.
För närvarande inkluderar de typer av pulsade fiberlasrar som används för lasermärkning på marknaden främst Q-switched-teknologi och MOPA-teknik.MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) laser hänvisar till en laserstruktur där en laseroscillator och en förstärkare är kaskadkopplade.I branschen hänvisar MOPA-laser till en unik och mer "intelligent" nanosekundpulsfiberlaser som består av en halvledarlaserfrökälla som drivs av elektriska pulser och en fiberförstärkare.Dess "intelligens" återspeglas huvudsakligen i att den utgående pulsbredden är oberoende justerbar (intervall 2ns-500ns), och repetitionsfrekvensen kan vara så hög som megahertz.Främjekällstrukturen för den Q-switchade fiberlasern är att infoga en förlustmodulator i fiberoscillatorkaviteten, som genererar en nanosekundspulsljusutgång med en viss pulsbredd genom att periodiskt modulera den optiska förlusten i kaviteten.
Laserns inre struktur
Den interna strukturskillnaden mellan MOPA-fiberlaser och Q-switched fiberlaser ligger huvudsakligen i de olika genereringsmetoderna för pulsfröljussignal.MOPA fiberlaserpulsfrösignalen genereras av det elektriska pulsdrivande halvledarlaserchipset, det vill säga den optiska utsignalen moduleras av den drivande elektriska signalen, så den är mycket stark för att generera olika pulsparametrar (pulsbredd, repetitionsfrekvens , pulsvågform och effekt, etc.) Flexibilitet.Den optiska pulsfrösignalen från den Q-switchade fiberlasern genererar pulserat ljus genom att periodiskt öka eller minska den optiska förlusten i resonanshålrummet, med en enkel struktur och en prisfördel.Men på grund av inverkan av Q-switch-enheter har pulsparametrarna vissa begränsningar.
Output optiska parametrar
MOPA fiberlaserutgångspulsbredd är oberoende justerbar.Pulsbredden för MOPA-fiberlasern har vilken justering som helst (omfång 2ns–500 ns).Ju smalare pulsbredd, desto mindre värmepåverkad zon, och högre bearbetningsnoggrannhet kan erhållas.Utgångspulsbredden för den Q-switchade fiberlasern är inte justerbar, och pulsbredden är i allmänhet konstant vid ett visst fast värde mellan 80 ns och 140 ns.MOPA fiberlaser har ett bredare repetitionsfrekvensområde.Återfrekvensen för MOPA-lasern kan nå den högfrekventa utsignalen på MHz.Hög repetitionsfrekvens betyder hög bearbetningseffektivitet, och MOPA kan fortfarande upprätthålla höga toppeffektegenskaper under höga repetitionsfrekvensförhållanden.Den Q-switchade fiberlasern begränsas av Q-omkopplarens arbetsförhållanden, så utgångsfrekvensområdet är smalt och högfrekvensen kan bara nå ~100 kHz.
Applikationsscenario
MOPA fiberlaser har ett brett parameterjusteringsområde.Därför, förutom att täcka bearbetningsapplikationerna för konventionella nanosekundlasrar, kan den också använda sin unika smala pulsbredd, höga repetitionsfrekvens och höga toppeffekt för att uppnå några unika precisionsbehandlingstillämpningar.Till exempel:
1. Applicering av ytavisolering av aluminiumoxidplåt
Dagens elektroniska produkter blir tunnare och lättare.Många mobiltelefoner, surfplattor och datorer använder tunn och lätt aluminiumoxid som produktskal.När man använder en Q-switchad laser för att markera ledande positioner på en tunn aluminiumplatta är det lätt att orsaka deformation av materialet, vilket resulterar i "konvexa skrov" på baksidan, vilket direkt påverkar utseendets estetik.Användningen av MOPA-laserns mindre pulsbreddsparametrar kan göra att materialet inte är lätt att deformera, och skuggningen blir mer känslig och ljusare.Detta beror på att MOPA-lasern använder en liten pulsbreddsparameter för att få lasern att stanna på materialet kortare, och den har tillräckligt hög energi för att ta bort anodskiktet, så för bearbetning av strippning av anoden på ytan av den tunna aluminiumoxiden platta, MOPA-lasrar är ett bättre val.
2. Anodiserad aluminium svärtning ansökan
Genom att använda laser för att markera svarta varumärken, modeller, texter etc. på ytan av anodiserade aluminiummaterial, istället för traditionell bläckstråle- och silkscreen-teknik, har den använts i stor utsträckning på skalen av elektroniska digitala produkter.
Eftersom MOPA pulsad fiberlaser har en bred pulsbredd och repetitionsfrekvensjusteringsområde, kan användningen av smal pulsbredd och högfrekvensparametrar markera ytan av materialet med en svart effekt.Olika kombinationer av parametrar kan också markera olika grånivåer.effekt.
Därför har den mer selektivitet för processeffekterna av olika svärta och handkänsla, och det är den föredragna ljuskällan för att svärta anodiserad aluminium på marknaden.Märkning utförs i två lägen: punktläge och justerad punktstyrka.Genom att justera tätheten av prickar kan olika gråskaleeffekter simuleras och anpassade foton och personligt hantverk kan markeras på ytan av anodiserat aluminiummaterial.
3. Färglasermärkning
I färgapplikationen i rostfritt stål krävs att lasern arbetar med små och medelstora pulsbredder och höga frekvenser.Färgförändringen påverkas främst av frekvens och effekt.Skillnaden i dessa färger påverkas huvudsakligen av den enstaka pulsenergin hos själva lasern och överlappningshastigheten för dess fläck på materialet.Eftersom pulsbredden och frekvensen för MOPA-lasern är oberoende justerbara, kommer justering av en av dem inte att påverka de andra parametrarna.De samarbetar med varandra för att uppnå en mängd olika möjligheter, som inte kan uppnås med en Q-switchad laser.I praktiska tillämpningar, genom att justera pulsbredd, frekvens, effekt, hastighet, fyllningsmetod, fyllningsavstånd och andra parametrar, permutera och kombinera olika parametrar, kan du markera fler av dess färgeffekter, rika och känsliga färger.På porslin i rostfritt stål, medicinsk utrustning och hantverk kan vackra logotyper eller mönster markeras för att spela en vacker dekorativ effekt.
I allmänhet är MOPA-fiberlaserns pulsbredd och frekvens oberoende justerbara, och justeringsparameterintervallet är stort, så behandlingen är bra, den termiska effekten är låg och den har enastående fördelar i aluminiumoxidplåtmärkning, anodiserad aluminium svärtning och rostfritt stålfärgning.Inse effekten som Q-switched fiberlaser inte kan uppnå Den Q-switchade fiberlasern kännetecknas av stark märkningskraft, vilket har vissa fördelar vid djupgraveringsbearbetning av metaller, men märkningseffekten är relativt grov.I vanliga märkningstillämpningar jämförs MOPA-pulsade fiberlasrar med Q-switchade fiberlasrar, och deras huvudegenskaper visas i följande tabell.Användare kan välja rätt laser enligt de faktiska behoven av märkningsmaterial och effekter.
MOPA fiberlaserpulsbredd och frekvens är oberoende justerbara, och justeringsparameterområdet är stort, så bearbetningen är bra, den termiska effekten är låg och den har enastående fördelar i aluminiumoxidplåtmärkning, anodiserad aluminiumsvärtning, rostfritt stålfärgning, och plåtsvetsning.Effekten som Q-switched fiberlaser inte kan uppnå.Den Q-switchade fiberlasern kännetecknas av stark märkningskraft, vilket har vissa fördelar vid djupgraveringsbearbetning av metaller, men märkningseffekten är relativt grov.
Generellt sett kan MOPA-fiberlasrar nästan ersätta Q-switched fiberlasrar i avancerade lasermärknings- och svetsapplikationer.I framtiden kommer utvecklingen av MOPA-fiberlasrar att ta smalare pulsbredder och högre frekvenser som riktning, och samtidigt marschera mot högre effekt och högre energi, fortsätta att uppfylla de nya kraven för finbearbetning av lasermaterial, och fortsätta att utveckla såsom laseravrostning och lidar.Och andra nya applikationsområden.
Posttid: 18 juli 2021
