Table des matières
Lasers à fibre MOPA et Q-switch
Comparaison de la structure interne
Comparaison des paramètres optiques
Comparaison des applications
Comparaison des paramètres techniques
Exemples de différentes machines de marquage laser fibre
Lasers à fibre MOPA et Q-switch
MOPA est l'abréviation de Master Oscillator Power Amplifier. Un laser MOPA fait référence à une structure laser dans laquelle un oscillateur laser et un amplificateur sont montés en cascade. Dans le monde industriel, un laser MOPA fait référence à un laser à fibre pulsée nanoseconde unique, plus "intelligent", composé d'une source de graine laser à semi-conducteur et d'un amplificateur à fibre, piloté par des impulsions électriques.
Son « intelligence » se reflète principalement dans sa capacité à ajuster indépendamment la largeur d'impulsion de sortie (allant de 2 à 500 ns), avec une fréquence de répétition pouvant atteindre 1 MHz. La structure de source de graine du Q-switched Laser à fibre optique insère un modulateur de perte dans la cavité oscillante de la fibre, qui génère une sortie lumineuse impulsionnelle nanoseconde avec une largeur d'impulsion déterminée en modulant périodiquement la perte optique dans la cavité.
Les lasers pulsés nanosecondes sont bien établis dans les applications industrielles telles que le marquage, le soudage, le nettoyage et la découpe des métaux. En tant que deux principaux types de lasers pulsés nanosecondes, quels sont les différences, les avantages et les inconvénients d'une structure MOPA par rapport à une structure Q-switch ? Pour faciliter la compréhension, nous discutons des différences à travers une simple analyse de la structure interne des lasers, des paramètres optiques de sortie et des scénarios d'application.
Comparaison de la structure interne
Comparaison entre la structure interne et les principes d'un générateur laser à fibre MOPA et d'un générateur laser à fibre à commutation Q.
La principale différence de structure interne entre les lasers à fibre MOPA et les lasers à fibre Q-switch est la manière dont le signal optique de départ d'impulsion est généré.
Le signal optique d'amorçage d'impulsion laser à fibre MOPA est généré par une impulsion électrique entraînant la puce laser à semi-conducteur. En d'autres termes, le signal optique de sortie est modulé en pilotant le signal électrique, lui permettant de générer des paramètres d'impulsion variables (largeur d'impulsion, fréquence de répétition, forme d'impulsion et puissance). Ceci est extrêmement utile lors du marquage de matériaux sensibles tels que les plastiques.
Le signal optique de départ pulsé de la fibre à commutation Q le laser génère une sortie de lumière pulsée en augmentant ou en diminuant périodiquement la perte optique du résonateur. Il a une structure simple et donc aussi un avantage de prix. Cependant, en raison de l'influence des appareils à commutation Q, les paramètres d'impulsion sont limités.
Comparaison des paramètres optiques
La largeur d'impulsion de sortie du laser à fibre MOPA est réglable indépendamment et arbitrairement réglable (allant de 2 ns à 500 ns). Plus la largeur d'impulsion est étroite, plus la zone affectée par la chaleur est petite et plus la précision d'usinage est élevée. Le laser à fibre Q-switch n'est pas réglable et est généralement inchangé autour d'une valeur fixe de 80 à 140 ns.
Les lasers à fibre MOPA ont une plage de fréquences de répétition plus large et peuvent atteindre une sortie haute fréquence de 1 MHz. Une fréquence de répétition élevée signifie une efficacité de traitement élevée, et MOPA peut maintenir des caractéristiques de puissance de crête élevées dans des conditions de fréquence de répétition élevée. En raison des limites des conditions de travail du commutateur Q, les lasers à fibre à commutation Q ont une plage de fréquences de sortie étroite, n'atteignant qu'une fréquence d'environ 100 kHz.
Comparaison des applications
La différence dans les applications possibles des machines de marquage laser MOPA et des machines de marquage laser Q-Switch est significative.
Alumine Applications de surface dénudée de feuilles
Actuellement, un nombre croissant de produits électroniques minces tels que les téléphones portables, les tablettes et les ordinateurs utilisent de l'oxyde d'aluminium fin comme composant principal, ou coque. L'utilisation de lasers Q-switch sur une fine plaque d'aluminium peut facilement entraîner une déformation du matériau ou produire une "coque convexe" qui affecte directement son apparence. La plus petite largeur d'impulsion des marqueurs laser MOPA permet des changements faciles et précis du matériau, l'ombrage est plus délicat et tout blanc est plus lumineux. Cela est dû au fait que la machine laser MOPA est plus rapide en raison de la plus petite largeur d'impulsion nécessitant moins de temps en contact avec le matériau. De plus, le laser à haute énergie enlève la couche d'anode, et donc le laser MOPA est un meilleur choix pour décaper ou modifier les surfaces minces des plaques d'aluminium.
Marquage noir sur l'alumine anodique
L'utilisation de lasers sur des surfaces d'alumine anodique peut créer des marques noires, des graphiques ou du texte. Apple, Huawei, Lenovo et Samsung ont largement utilisé le marquage noir pour créer des marques, des logos et du texte sur leurs coques de produits électroniques au cours des deux dernières années. Seuls les lasers MOPA peuvent être utilisés pour ce type d'application. Leur largeur d'impulsion étendue et leurs plages de fréquence d'impulsion réglables qui permettent une largeur d'impulsion étroite et des paramètres haute fréquence, peuvent efficacement marquer la surface du matériau. Différentes combinaisons de paramètres peuvent également activer différentes nuances de gris.
Applications d'usinage de précision électroniques, semi-conducteurs et ITO
Dans l'industrie électronique, les semi-conducteurs, l'ITO et d'autres applications d'usinage de précision doivent utiliser un marquage de ligne fine. Les lignes fines sont difficiles à obtenir avec les structures laser Q-switch, en raison de leur incapacité à ajuster les paramètres de largeur d'impulsion. Les machines laser MOPA peuvent être flexibles et ajuster les paramètres de largeur et de fréquence d'impulsion, ce qui peut non seulement créer des lignes très fines, mais également des bords lisses.
En plus des applications indiquées ci-dessus, les machines laser MOPA et laser Q-switch peuvent être utilisées dans de multiples applications. Le tableau ci-dessous donne quelques exemples d'application typiques :
après avoir comparé les deux types, il est clair que les machines de marquage laser à fibre MOPA peuvent remplacer les graveurs laser à fibre Q-switch dans de nombreuses applications. Dans de nombreuses applications haut de gamme, un graveur laser à fibre MOPA est une bien meilleure option qu'un système de marquage laser à fibre à commutation Q.
Comparaison des paramètres techniques
Similitudes et différences des paramètres techniques de la machine de marquage laser MOPA et Q-Switch
Exemples de différentes machines de marquage laser fibre
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| Machine de marquage laser à fibre MOPA | Machine de marquage laser à fibre Q-Switch |
Résumé
Pour résumer, les lasers à fibre MOPA ont une couverture de paramètres laser plus large, un réglage plus flexible et une gamme d'applications plus complète que les lasers à fibre à commutation Q. En termes de machines de même puissance, les lasers à fibre à commutation Q sont moins chers à plusieurs égards. Par conséquent, ces deux types de machines laser pulsées nanosecondes ont des arguments de vente différents, selon l'endroit où elles doivent être utilisées, à quelle échelle et à quel point les détails d'usinage doivent être complexes.
Source à partir de Stylecnc
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