We współczesnym przemyśle laserowym, lasery MOPA (master oscillator power amplifier) wyróżniają się unikalną konstrukcją. W przeciwieństwie do tradycyjnych laserów Q-switched, lasery MOPA przyjmują architekturę, w której źródło nasion i wzmacniacze wielostopniowe są oddzielone - początkowy sygnał impulsowy jest generowany przez półprzewodnikowe źródło nasion laserowych napędzane impulsami elektrycznymi, a następnie moc jest wzmacniana przez wzmacniacz światłowodowy.
Ta konstrukcja z rozdzieleniem staje się korzeniem jego przewagi technologicznej, powodując rewolucję w stopniach swobody parametrów w dziedzinie precyzyjnej obróbki.
1. Elastyczne i regulowane parametry: Przełamywanie sztywnych ograniczeń tradycyjnych laserów
Główny urok laserów MOPA tkwi w ich zdolności do niezależnego regulowania wielowymiarowych parametrów, co obdarza użytkowników niemal "niestandardową" elastycznością obróbki
Szerokość impulsu jest wysoce regulowana w szerokim zakresie: Można ją ustawić dowolnie między 2 ns a 500 ns.
Jednak szerokość impulsu tradycyjnych laserów Q-switched jest ustalona w zakresie od 80 do 140 ns i nie można jej aktywnie regulować. Wąska szerokość impulsu (np. 2 ns) może znacznie zmniejszyć strefę wpływu ciepła i osiągnąć precyzję na poziomie mikronów. Szeroka szerokość impulsu (np. 500 ns) zapewnia wyższą energię pojedynczego impulsu, co sprawia, że nadaje się do scenariuszy wymagających dużej energii, takich jak głębokie grawerowanie i spawanie.
Górna granica częstotliwości powtarzania została znacznie zwiększona: Obsługuje ultraszeroki zakres częstotliwości od 1 Hz do 6 MHz, z pasmami wysokiej częstotliwości sięgającymi poziomu MHz.
Ze względu na właściwości fizyczne przełącznika Q, wysoka częstotliwość laserów Q-switched zwykle sięga tylko 100 kHz. Wysoka częstotliwość powtarzania znacznie poprawia wydajność przetwarzania.
Moc szczytowa i przebieg są precyzyjnie kontrolowane: Połączenie wąskiej szerokości impulsu i wysokiej energii pozwala mocy szczytowej przekroczyć poziom dziesięciu tysięcy watów. W przypadku materiałów o wysokim współczynniku odbicia, takich jak miedź i aluminium, można zaprojektować inteligentne tryby przebiegu, takie jak "przyrost mocy". Najpierw impulsy o wysokiej energii przebijają warstwę odbijającą, a następnie impulsy o wysokiej częstotliwości utrzymują stabilną obróbkę.
2. Wybitna wydajność: Łączy wysoką stabilność z dużą adaptacyjnością
Poza swobodą parametrów, właściwości fizyczne laserów MOPA są równie niezwykłe:
Doskonała jakość wiązki: Współczynnik M² większości produktów wynosi ≤1,510, a model jednodrożny na poziomie kilowatów nadal utrzymuje M²<1,87, zapewniając drobny i jednolity punkt ogniskowania, który nadaje się do takich scenariuszy, jak precyzyjne znakowanie i obróbka mikrootworów.
Wyjątkowa stabilność energii: Dryf energii impulsu <±3% (8 godzin), stabilność energii między impulsami <5% RMS18, zapewniając spójność podczas długotrwałego, ciągłego przetwarzania.
Ulepszona zdolność anty-wysokiego odbicia: Dzięki optymalizacji obwodu i konstrukcji izolacji optycznej, może wytrzymać materiały o wysokim odbiciu, takie jak miedź (o współczynniku odbicia 97%) i mosiądz. Przy pełnej mocy przeszedł 1000 testów znakowania czerwoną miedzią bez żadnych nieprawidłowości
Ekstremalnie szybka prędkość reakcji: Obsługuje funkcję dostępności pierwszego impulsu, z czasem reakcji przełączania tak krótkim jak poziom nanosekund, zmniejszając czas oczekiwania między interwałami znakowania i zwiększając ogólną wydajność produkcji
3. Szeroki zakres zastosowań: Kompleksowe pokrycie od obróbki powierzchni do głębokiej obróbki
Elastyczność parametrów sprawia, że lasery MOPA są preferowanym narzędziem do precyzyjnej obróbki w wielu dziedzinach:
Drobna obróbka powierzchni
Czernienie aluminium anodowanego: Łącząc wąską szerokość impulsu (2-40 ns) z wysoką częstotliwością powtarzania, uzyskuje się czarne lub szare znakowanie na warstwie tlenku obudów telefonów komórkowych/komputerów, otwierając nową drogę dla projektu wyglądu elektroniki użytkowej.
Kolorowe znakowanie stali nierdzewnej: Wykorzystując efekt kumulacji cieplnej do regulacji grubości powierzchniowej warstwy tlenku, generuje się trwałe wzory kolorystyczne i zwiększa wartość dodaną produktu
Precyzyjna obróbka mikro
Obróbka folii i arkuszy: Cięcie folii aluminiowej/miedzianej ≤100μm (dla elektrod akumulatorów nowej energii) i usuwanie powłoki ITO (dla ekranów dotykowych).
Precyzyjne rysowanie półprzewodników: Wąska szerokość impulsu osiąga strefę wpływu ciepła mniejszą niż 50μm, unikając odpryskiwania kruchych materiałów
Głębokie grawerowanie i cięcie o dużej mocy
Modele jednodrożne na poziomie kilowatów przełamują wąskie gardło wydajności głębokiego grawerowania:
Wydajność grawerowania stali nierdzewnej 2 mm wynosi 51,09 mm³/min, co jest 3,4 razy więcej niż w przypadku modelu 60W
Wydajność przetwarzania mosiądzu 3 mm wynosi 54,09 mm³/min, co stanowi wzrost o ponad 40%.
Przetwarzanie wrażliwych materiałów niemetalicznych
Połączenie niskiej częstotliwości powtarzania (1 kHz) i umiarkowanej szerokości impulsu umożliwia wyraźne znakowanie tworzyw sztucznych i żywic bez ablacji, co sprawia, że nadaje się do klawiszy przepuszczających światło, cewników medycznych itp.
Połączenie liberalizacji parametrów i wysokiej stabilności wydajności umożliwiło laserom MOPA ewoluowanie z narzędzi w enabler precyzyjnej produkcji - są one nie tylko piórami, które pozostawiają swoje ślady, ale także nożami, które kształtują przyszłość.