Inhaltsverzeichnis
MOPA- und gütegeschaltete Faserlaser
Interner Strukturvergleich
Vergleich optischer Parameter
Anwendungsvergleich
Vergleich der technischen Parameter
Beispiele verschiedener Faserlaserbeschriftungsmaschinen
MOPA- und gütegeschaltete Faserlaser
MOPA ist eine Abkürzung für Master Oscillator Power Amplifier. Ein MOPA-Laser bezeichnet eine Laserstruktur, in der ein Laseroszillator und ein Verstärker kaskadiert sind. In der industriellen Welt bezeichnet ein MOPA-Laser einen einzigartigen, „intelligenteren“ gepulsten Nanosekunden-Faserlaser, der aus einer Halbleiterlaser-Seed-Quelle und einem Faserverstärker besteht und durch elektrische Impulse angetrieben wird.
Seine „Intelligenz“ spiegelt sich hauptsächlich in seiner Fähigkeit wider, die Ausgangsimpulsbreite (im Bereich von 2 bis 500 ns) mit einer Wiederholungsfrequenz von bis zu 1 MHz unabhängig anzupassen. Die Samenquellenstruktur des gütegeschalteten Faserlaser fügt einen Verlustmodulator in den oszillierenden Hohlraum der Faser ein, der einen Nanosekunden-Pulslichtausgang mit einer bestimmten Impulsbreite erzeugt, indem er den optischen Verlust im Hohlraum periodisch moduliert.
Gepulste Nanosekundenlaser sind in industriellen Anwendungen wie Metallmarkierung, Schweißen, Reinigen und Schneiden gut etabliert. Was sind die Unterschiede, Vor- und Nachteile einer MOPA-Struktur gegenüber einer Q-Switch-Struktur, den beiden Haupttypen von gepulsten Nanosekundenlasern? Um das Verständnis zu erleichtern, diskutieren wir die Unterschiede anhand einer einfachen Analyse der internen Struktur der Laser, der optischen Ausgangsparameter und der Anwendungsszenarien.
Interner Strukturvergleich
Vergleich zwischen der internen Struktur und den Prinzipien eines MOPA-Faserlasergenerators und eines gütegeschalteten Faserlasergenerators.
Der Hauptunterschied in der internen Struktur zwischen MOPA-Faserlasern und gütegeschalteten Faserlasern besteht in der Art und Weise, wie das optische Impuls-Seed-Signal erzeugt wird.
Das optische Impulssignal des MOPA-Faserlasers wird durch einen elektrischen Impuls erzeugt, der den Halbleiterlaserchip antreibt. Mit anderen Worten: Das optische Ausgangssignal wird durch die Ansteuerung des elektrischen Signals moduliert, wodurch es variable Impulsparameter (Impulsbreite, Wiederholungsfrequenz, Impulsform und Leistung) erzeugen kann. Dies ist äußerst nützlich, wenn empfindliche Materialien wie Kunststoffe markiert werden.
Das gepulste optische Seed-Signal der gütegeschalteten Faser Laser erzeugt eine gepulste Lichtausgabe durch periodisches Erhöhen oder Verringern des optischen Verlusts des Resonators. Es hat einen einfachen Aufbau und daher auch einen Preisvorteil. Aufgrund des Einflusses gütegeschalteter Geräte sind die Pulsparameter jedoch begrenzt.
Vergleich optischer Parameter
Die Ausgangsimpulsbreite des MOPA-Faserlasers ist unabhängig einstellbar und beliebig abstimmbar (im Bereich von 2 ns bis 500 ns). Je schmaler die Impulsbreite, desto kleiner die Wärmeeinflussfläche und desto höher die Bearbeitungsgenauigkeit. Der gütegeschaltete Faserlaser ist nicht einstellbar und liegt im Allgemeinen unverändert bei etwa einem festen Wert von 80 bis 140 ns.
MOPA-Faserlaser haben einen größeren Wiederholungsfrequenzbereich und können eine Hochfrequenzleistung von 1 MHz erreichen. Eine hohe Wiederholungsfrequenz bedeutet eine hohe Verarbeitungseffizienz, und MOPA kann unter Bedingungen hoher Wiederholungsfrequenz hohe Spitzenleistungseigenschaften aufrechterhalten. Aufgrund der Einschränkungen der Arbeitsbedingungen des Güteschalters haben gütegeschaltete Faserlaser einen schmalen Ausgangsfrequenzbereich und erreichen nur eine Frequenz von ~100 kHz.
Anwendungsvergleich
Der Unterschied in den Einsatzmöglichkeiten von MOPA-Laserbeschriftungsmaschinen und Q-Switch-Laserbeschriftungsmaschinen ist erheblich.
Aluminiumoxide Anwendungen für blechbeschichtete Oberflächen
Derzeit verwenden immer mehr schlanke elektronische Produkte wie Mobiltelefone, Tablets und Computer dünnes Aluminiumoxid als Hauptrahmen- oder Gehäusebestandteil. Die Verwendung von Q-Switch-Lasern auf dünnen Aluminiumplatten kann leicht zu einer Verformung des Materials führen oder eine „konvexe Hülle“ erzeugen, die sich direkt auf das Erscheinungsbild auswirkt. Die geringere Pulsbreite der MOPA-Laserbeschrifter ermöglicht einfache und präzise Änderungen am Material, die Schattierung ist feiner und jedes Weiß ist heller. Dies liegt daran, dass die MOPA-Lasermaschine aufgrund der kleineren Pulsbreite schneller ist und weniger Zeit im Kontakt mit dem Material benötigt. Darüber hinaus entfernt der Hochenergielaser die Anodenschicht, weshalb der MOPA-Laser die bessere Wahl zum Ablösen oder Bearbeiten dünner Aluminiumplattenoberflächen ist.
Schwarze Markierung auf anodischem Aluminiumoxid
Durch den Einsatz von Lasern auf anodischen Aluminiumoxidoberflächen können schwarze Markierungen, Grafiken oder Texte entstehen. Apple, Huawei, Lenovo und Samsung haben in den letzten Jahren in großem Umfang schwarze Markierungen eingesetzt, um Marken, Logos und Texte auf den Hüllen ihrer elektronischen Produkte zu erstellen. Für diese Art von Anwendung können ausschließlich MOPA-Laser eingesetzt werden. Ihre große Impulsbreite und die einstellbaren Impulsfrequenzbereiche, die schmale Impulsbreiten und hohe Frequenzparameter ermöglichen, können die Materialoberfläche effektiv schwarz markieren. Verschiedene Parameterkombinationen können auch unterschiedliche Grautöne ermöglichen.
Elektronik-, Halbleiter- und ITO-Präzisionsbearbeitungsanwendungen
In der Elektronikindustrie, der Halbleiter-, ITO- und anderen Präzisionsbearbeitungsanwendungen müssen feine Linienmarkierungen verwendet werden. Feine Linien lassen sich mit Q-Switch-Laserstrukturen nur schwer erzielen, da sich die Impulsbreitenparameter nicht anpassen lassen. MOPA-Lasermaschinen können flexibel sein und die Pulsbreiten- und Frequenzparameter anpassen, wodurch nicht nur sehr feine Linien, sondern auch glatte Kanten erzeugt werden können.
Zusätzlich zu den oben genannten Anwendungen können MOPA-Laser- und Q-Switch-Lasermaschinen in mehreren Anwendungen eingesetzt werden. Die folgende Tabelle zeigt einige typische Anwendungsbeispiele:
Nach dem Vergleich der beiden Typen ist klar, dass MOPA-Faserlaserbeschriftungsmaschinen in vielen Anwendungen gütegeschaltete Faserlasergravierer ersetzen können. In vielen anspruchsvolleren Anwendungen ist ein MOPA-Faserlasergravierer eine viel bessere Option als ein gütegeschaltetes Faserlasermarkierungssystem.
Vergleich der technischen Parameter
Ähnlichkeiten und Unterschiede bei den technischen Parametern der MOPA- und Q-Switch-Laserbeschriftungsmaschine
Beispiele verschiedener Faserlaserbeschriftungsmaschinen
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| MOPA-Faserlaserbeschriftungsmaschine | Q-Switch-Faserlaser-Markierungsmaschine |
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MOPA-Faserlaser eine breitere Laserparameterabdeckung, eine flexiblere Anpassung und einen umfassenderen Anwendungsbereich als gütegeschaltete Faserlaser bieten. Im Vergleich zu Maschinen mit gleicher Leistung sind gütegeschaltete Faserlaser in mehrfacher Hinsicht günstiger. Daher haben diese beiden Arten von gepulsten Nanosekundenlasermaschinen unterschiedliche Verkaufsargumente, je nachdem, wo sie eingesetzt werden sollen, in welchem Umfang und wie kompliziert die Bearbeitungsdetails sein müssen.
Quelle aus Stylecnc
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