В последние годы применение импульсных волоконных лазеров в области лазерной маркировки быстро развивалось, среди которых применение в области электронных продуктов 3C, машиностроения, продуктов питания, упаковки и т. д. было очень обширным.
В настоящее время типы импульсных волоконных лазеров, используемых в лазерной маркировке на рынке, в основном включают технологию с модуляцией добротности и технологию MOPA.Лазер MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) относится к лазерной структуре, в которой каскадно соединены лазерный генератор и усилитель.В промышленности MOPA-лазер относится к уникальному и более «интеллектуальному» наносекундному импульсному волоконному лазеру, состоящему из полупроводникового лазерного затравочного источника, приводимого в действие электрическими импульсами, и волоконного усилителя.Его «интеллектуальность» в основном выражается в независимо регулируемой ширине выходного импульса (диапазон 2–500 нс), а частота повторения может достигать мегагерц.Исходная структура волоконного лазера с модуляцией добротности состоит во вставке модулятора потерь в резонатор волоконного генератора, который генерирует световой импульс наносекундного импульса с определенной шириной импульса путем периодической модуляции оптических потерь в резонаторе.
Внутренняя структура лазера
Различие внутренней структуры между волоконным лазером MOPA и волоконным лазером с модуляцией добротности в основном заключается в различных методах генерации импульсного светового сигнала.Оптический сигнал начального импульса волоконного лазера MOPA генерируется полупроводниковым лазерным чипом, управляющим электрическими импульсами, то есть выходной оптический сигнал модулируется управляющим электрическим сигналом, поэтому он очень силен для генерации различных параметров импульса (ширина импульса, частота повторения). , форма импульса и мощность и т. д.) Гибкость.Импульсный затравочный оптический сигнал волоконного лазера с модуляцией добротности генерирует импульсный выходной свет за счет периодического увеличения или уменьшения оптических потерь в резонаторе с простой структурой и преимуществом в цене.Однако из-за влияния модуляторов добротности параметры импульса имеют определенные ограничения.
Выходные оптические параметры
Ширина выходного импульса волоконного лазера MOPA регулируется независимо.Ширина импульса волоконного лазера MOPA может быть любой перестраиваемой (диапазон 2 нс～500 нс).Чем уже ширина импульса, тем меньше зона термического влияния и тем выше точность обработки.Ширина выходного импульса волоконного лазера с модуляцией добротности не регулируется, и ширина импульса обычно постоянна и составляет определенное фиксированное значение между 80 нс и 140 нс.Волоконный лазер MOPA имеет более широкий диапазон частот повторения.Повторная частота лазера MOPA может достигать высокочастотного выхода МГц.Высокая частота повторения означает высокую эффективность обработки, и MOPA может по-прежнему поддерживать характеристики высокой пиковой мощности в условиях высокой частоты повторения.Волоконный лазер с модуляцией добротности ограничен условиями работы переключателя добротности, поэтому диапазон выходных частот узок, а высокая частота может достигать только ~ 100 кГц.
Сценарий приложения
Волоконный лазер MOPA имеет широкий диапазон регулировки параметров.Таким образом, в дополнение к обрабатывающим приложениям обычных наносекундных лазеров, он также может использовать свою уникальную узкую ширину импульса, высокую частоту повторения и высокую пиковую мощность для достижения некоторых приложений с уникальной прецизионной обработкой.такой как:
1. Применение зачистки поверхности листа оксида алюминия.
Современные электронные продукты становятся тоньше и легче.Многие мобильные телефоны, планшеты и компьютеры используют в качестве оболочки тонкий и легкий оксид алюминия.При использовании лазера с модуляцией добротности для маркировки проводящих позиций на тонкой алюминиевой пластине легко вызвать деформацию материала, в результате чего на обратной стороне появятся «выпуклые оболочки», напрямую влияющие на эстетику внешнего вида.Использование меньших параметров ширины импульса лазера MOPA может затруднить деформацию материала, а затенение будет более тонким и ярким.Это связано с тем, что лазер MOPA использует небольшой параметр ширины импульса, чтобы лазер оставался на материале короче, и имеет достаточно высокую энергию для удаления анодного слоя, поэтому для обработки зачистки анода на поверхности тонкого оксида алюминия пластины, лазеры MOPA - лучший выбор.
2. Чернение анодированного алюминия
Использование лазеров для маркировки черных товарных знаков, моделей, текстов и т. д. на поверхности анодированных алюминиевых материалов вместо традиционных технологий струйной печати и шелкографии широко используется на корпусах электронных цифровых продуктов.
Поскольку импульсный волоконный лазер MOPA имеет широкий диапазон регулировки ширины импульса и частоты повторения, использование узкой ширины импульса и высокочастотных параметров может помечать поверхность материала черным эффектом.Различные комбинации параметров также могут обозначать разные уровни серого.эффект.
Следовательно, он обладает большей избирательностью в отношении эффектов процесса различной степени черноты и ощущения руки, и это предпочтительный источник света для чернения анодированного алюминия на рынке.Маркировка осуществляется в двух режимах: точечный режим и регулируемая мощность точки.Регулируя плотность точек, можно имитировать различные эффекты оттенков серого, а также наносить индивидуальные фотографии и персонализированные поделки на поверхность анодированного алюминиевого материала.
3.Цветная лазерная маркировка
При окрашивании нержавеющей стали лазер должен работать с малой и средней шириной импульса и высокими частотами.Изменение цвета в основном зависит от частоты и мощности.На разницу в этих цветах в основном влияет энергия одиночного импульса самого лазера и скорость наложения его пятна на материал.Поскольку ширина импульса и частота лазера MOPA регулируются независимо, регулировка одного из них не повлияет на другие параметры.Они взаимодействуют друг с другом для достижения множества возможностей, которые не могут быть достигнуты с помощью лазера с модуляцией добротности.В практических приложениях, регулируя ширину импульса, частоту, мощность, скорость, метод заполнения, интервал заполнения и другие параметры, переставляя и комбинируя различные параметры, вы можете отметить больше его цветовых эффектов, насыщенных и нежных цветов.На посуду из нержавеющей стали, медицинское оборудование и изделия ручной работы можно нанести великолепные логотипы или узоры, чтобы создать красивый декоративный эффект.
Как правило, ширина импульса и частота волоконного лазера MOPA регулируются независимо друг от друга, а диапазон параметров регулировки велик, поэтому обработка выполняется нормально, тепловой эффект низкий, и он имеет выдающиеся преимущества при маркировке листового оксида алюминия, анодированного алюминия. чернение и окрашивание нержавеющей стали.Осознайте эффект, которого не может достичь волоконный лазер с модуляцией добротности Волоконный лазер с модуляцией добротности характеризуется высокой мощностью маркировки, что имеет определенные преимущества при глубокой гравировке металлов, но эффект маркировки относительно грубый.В обычных приложениях для маркировки импульсные волоконные лазеры MOPA сравниваются с волоконными лазерами с модуляцией добротности, и их основные характеристики показаны в следующей таблице.Пользователи могут выбрать правильный лазер в соответствии с фактическими потребностями в маркировочных материалах и эффектах.
Ширина и частота импульса волоконного лазера MOPA регулируются независимо, а диапазон параметров настройки велик, поэтому обработка выполняется хорошо, тепловой эффект низкий, и он имеет выдающиеся преимущества в маркировке листового оксида алюминия, чернение анодированного алюминия, окрашивание нержавеющей стали, и сварка листового металла.Эффект, которого не может достичь волоконный лазер с модуляцией добротности.Волоконный лазер с модуляцией добротности характеризуется высокой мощностью маркировки, что имеет определенные преимущества при глубокой гравировке металлов, но эффект маркировки относительно грубый.
В целом, волоконные лазеры MOPA могут практически заменить волоконные лазеры с модуляцией добротности в высокотехнологичных лазерных приложениях для маркировки и сварки.В будущем разработка волоконных лазеров MOPA будет направлена на более узкую ширину импульса и более высокие частоты, и в то же время будет двигаться в сторону более высокой мощности и более высокой энергии, продолжать соответствовать новым требованиям точной обработки лазерных материалов и продолжать таких как лазерная очистка от ржавчины и лидар.И другие новые области применения.
Время публикации: 18 июля 2021 г.
