Índice del contenido
Láseres de fibra MOPA y Q-switched
Comparación de estructura interna
Comparación de parámetros ópticos
Comparación de aplicaciones
Comparación de parámetros técnicos
Ejemplos de diferentes máquinas de marcado láser de fibra
Láseres de fibra MOPA y Q-switched
MOPA es una abreviatura de amplificador de potencia de oscilador maestro. Un láser MOPA se refiere a una estructura láser en la que se conectan en cascada un oscilador láser y un amplificador. En el mundo industrial, un láser MOPA se refiere a un láser de fibra pulsada de nanosegundos único y más "inteligente" compuesto por una fuente de semilla de láser semiconductor y un amplificador de fibra, impulsado por pulsos eléctricos.
Su "inteligencia" se refleja principalmente en su capacidad para ajustar de forma independiente el ancho del pulso de salida (que va de 2 a 500 ns), con una frecuencia de repetición de hasta 1MHz. La estructura de la fuente semilla del Q-switched Láser de fibra inserta un modulador de pérdida en la cavidad oscilante de la fibra, que genera una salida de luz de pulso de nanosegundos con un ancho de pulso determinado mediante la modulación periódica de la pérdida óptica en la cavidad.
Los láseres pulsados de nanosegundos están bien establecidos en aplicaciones industriales como marcado, soldadura, limpieza y corte de metales. Como los dos tipos principales de láseres pulsados de nanosegundos, ¿cuáles son las diferencias, ventajas y desventajas de una estructura MOPA frente a una estructura Q-switch? Para que esto sea más fácil de entender, discutimos las diferencias a través de un análisis simple de la estructura interna de los láseres, los parámetros ópticos de salida y los escenarios de aplicación.
Comparación de estructura interna
Comparación entre la estructura interna y los principios de un generador de láser de fibra MOPA y un generador de láser de fibra Q-switched.
La principal diferencia en la estructura interna entre los láseres de fibra MOPA y los láseres de fibra Q-switched es la forma en que se genera la señal óptica de semilla de pulso.
La señal óptica semilla de pulso láser de fibra MOPA es generada por un pulso eléctrico que impulsa el chip láser semiconductor. En otras palabras, la señal óptica de salida se modula impulsando la señal eléctrica, lo que le permite generar parámetros de pulso variables (ancho de pulso, frecuencia de repetición, forma de pulso y potencia). Esto es extremadamente útil cuando se marcan materiales sensibles como los plásticos.
La señal óptica semilla pulsada de la fibra Q-switched láser genera una salida de luz pulsada aumentando o disminuyendo periódicamente la pérdida óptica del resonador. Tiene una estructura simple y por lo tanto también una ventaja de precio. Sin embargo, debido a la influencia de los dispositivos Q-switched, los parámetros de pulso son limitados.
Comparación de parámetros ópticos
El ancho de pulso de salida del láser de fibra MOPA se puede ajustar de forma independiente y arbitrariamente (entre 2 ns y 500 ns). Cuanto más estrecho sea el ancho de pulso, menor será el área afectada por el calor y mayor será la precisión de mecanizado. El láser de fibra Q-switched no es ajustable y generalmente no cambia en un valor fijo de 80 a 140 ns.
Los láseres de fibra MOPA tienen un rango de frecuencia de repetición más amplio y pueden alcanzar una salida de alta frecuencia de 1 MHz. Una alta frecuencia de repetición significa una alta eficiencia de procesamiento, y MOPA puede mantener características de alta potencia máxima en condiciones de alta frecuencia de repetición. Debido a las limitaciones de las condiciones de trabajo de Q-switch, los láseres de fibra Q-switched tienen un rango de frecuencia de salida estrecho y solo alcanzan una frecuencia de ~100 kHz.
Comparación de aplicaciones
La diferencia en las posibles aplicaciones de las máquinas de marcado láser MOPA y las máquinas de marcado láser Q-Switch es significativa.
Alúmina Aplicaciones de superficie sin hojas
Actualmente, un número cada vez mayor de productos electrónicos delgados, como teléfonos móviles, tabletas y computadoras, utilizan óxido de aluminio delgado como componente principal del marco o carcasa. El uso de láseres Q-switch en una placa de aluminio delgada puede conducir fácilmente a la deformación del material o producir un "casco convexo" que afecta directamente su apariencia. El ancho de pulso más pequeño de los marcadores láser MOPA permite cambios fáciles y precisos en el material, el sombreado es más delicado y cualquier blanco es más brillante. Esto se debe a que la máquina láser MOPA es más rápida debido a que el ancho de pulso es más pequeño y necesita menos tiempo en contacto con el material. Además, el láser de alta energía elimina la capa de ánodo y, por lo tanto, el láser MOPA es una mejor opción para pelar o alterar superficies delgadas de placas de aluminio.
Marcado negro sobre alúmina anódica
El uso de láseres en superficies de alúmina anódica puede crear marcas negras, gráficos o texto. Apple, Huawei, Lenovo y Samsung han utilizado ampliamente el marcado negro para crear marcas registradas, logotipos y texto en las carcasas de sus productos electrónicos durante los últimos dos años. Solo se pueden emplear láseres MOPA para este tipo de aplicación. Su extenso ancho de pulso y rangos de frecuencia de pulso ajustables que permiten un ancho de pulso estrecho y parámetros de alta frecuencia, pueden marcar de manera efectiva la superficie del material. Diferentes combinaciones de parámetros también pueden habilitar diferentes tonos de grises.
Aplicaciones de mecanizado electrónico, de semiconductores y de precisión ITO
En la industria electrónica, los semiconductores, ITO y otras aplicaciones de mecanizado de precisión necesitan utilizar un marcado de líneas finas. Las líneas finas son difíciles de lograr con las estructuras láser Q-switch, debido a su incapacidad para ajustar los parámetros de ancho de pulso. Las máquinas láser MOPA pueden ser flexibles y ajustar el ancho del pulso y los parámetros de frecuencia, lo que no solo puede crear líneas muy finas, sino también bordes suaves.
Además de las aplicaciones mencionadas anteriormente, las máquinas láser MOPA y láser Q-switch se pueden utilizar en múltiples aplicaciones. La siguiente tabla ofrece algunos ejemplos típicos de aplicación:
después de comparar los dos tipos, está claro que las máquinas de marcado láser de fibra MOPA pueden reemplazar a los grabadores láser de fibra Q-switched en muchas aplicaciones. En muchas de las aplicaciones más sofisticadas, un grabador láser de fibra MOPA es una opción mucho mejor que un sistema de marcado láser de fibra Q-switched.
Comparación de parámetros técnicos
Semejanzas y diferencias de parámetros técnicos de la máquina marcadora láser MOPA y Q-Switch
Ejemplos de diferentes máquinas de marcado láser de fibra
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| Máquina marcadora láser de fibra MOPA | Marcadora láser de fibra Q-Switch |
Resumen
En resumen, los láseres de fibra MOPA tienen una cobertura de parámetros láser más amplia, un ajuste más flexible y un rango de aplicación más completo que los láseres de fibra Q-switched. En cuanto a máquinas con la misma potencia, los láseres de fibra Q-switched son más económicos en varios aspectos. Por lo tanto, estos dos tipos de máquinas láser pulsadas de nanosegundos tienen diferentes puntos de venta, dependiendo de dónde se vayan a utilizar, a qué escala y qué tan intrincados deben ser los detalles de mecanizado.
Fuente de estilocnc
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