În ultimii ani, aplicarea laserelor cu fibre pulsate în domeniul marcajului cu laser s-a dezvoltat rapid, printre care aplicațiile în domeniile produselor electronice 3C, mașini, produse alimentare, ambalaje etc. au fost foarte extinse.
În prezent, tipurile de lasere cu fibră pulsată utilizate în marcarea cu laser de pe piață includ în principal tehnologia Q-switched și tehnologia MOPA.Laserul MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) se referă la o structură laser în care un oscilator laser și un amplificator sunt în cascadă.În industrie, laserul MOPA se referă la un laser cu fibră cu impulsuri nanosecunde unic și mai „inteligent”, compus dintr-o sursă de semiconductoare laser cu semiconductor condusă de impulsuri electrice și un amplificator de fibră.„Inteligenta” sa se reflectă în principal în lățimea impulsului de ieșire este reglabilă independent (interval 2ns-500ns), iar frecvența de repetiție poate fi la fel de mare ca megaherți.Structura sursei de semințe a laserului cu fibră Q-switched este de a introduce un modulator de pierdere în cavitatea oscilatorului de fibre, care generează o ieșire de lumină în impuls de nanosecundă cu o anumită lățime a impulsului prin modularea periodică a pierderii optice în cavitate.
Structura internă a laserului
Diferența de structură internă dintre laserul cu fibră MOPA și laserul cu fibră Q-switched constă în principal în diferitele metode de generare a semnalului luminos de semințe de impuls.Semnalul optic al impulsului laser cu fibră MOPA este generat de cipul laser semiconductor de antrenare a impulsului electric, adică semnalul optic de ieșire este modulat de semnalul electric de antrenare, deci este foarte puternic pentru generarea diferiților parametri ai impulsului (lățimea impulsului, frecvența de repetare) , forma de undă a pulsului și puterea etc.) Flexibilitate.Semnalul optic de semințe de impuls al laserului cu fibră Q-switched generează o ieșire de lumină pulsată prin creșterea sau reducerea periodică a pierderii optice în cavitatea rezonantă, cu o structură simplă și un avantaj de preț.Cu toate acestea, datorită influenței dispozitivelor de comutare Q, parametrii pulsului au anumite restricții.
Parametri optici de ieșire
Lățimea impulsului de ieșire laser cu fibră MOPA este reglabilă independent.Lățimea impulsului laserului cu fibră MOPA are orice reglabilitate (interval 2ns ~ 500 ns).Cu cât lățimea impulsului este mai îngustă, cu atât zona afectată de căldură este mai mică și se poate obține o precizie mai mare de procesare.Lățimea impulsului de ieșire a laserului cu fibră Q-switched nu este reglabilă, iar lățimea impulsului este în general constantă la o anumită valoare fixă între 80 ns și 140 ns.Laserul cu fibră MOPA are un interval mai larg de frecvență de repetiție.Refrecvența laserului MOPA poate ajunge la ieșirea de înaltă frecvență de MHz.Frecvența mare de repetiție înseamnă o eficiență ridicată de procesare, iar MOPA poate menține în continuare caracteristicile de putere de vârf ridicate în condiții de frecvență ridicată de repetiție.Laserul cu fibră Q-switched este limitat de condițiile de lucru ale comutatorului Q, astfel încât intervalul de frecvență de ieșire este îngust, iar frecvența înaltă poate ajunge doar la ~100 kHz.
Scenariul de aplicare
Laserul cu fibră MOPA are o gamă largă de reglare a parametrilor.Prin urmare, pe lângă acoperirea aplicațiilor de procesare ale laserelor convenționale de nanosecundă, poate folosi, de asemenea, lățimea sa unică a impulsului îngust, frecvența mare de repetiție și puterea de vârf ridicată pentru a realiza unele aplicații unice de procesare de precizie.ca:
1.Aplicarea decaparii suprafeței foii de oxid de aluminiu
Produsele electronice de astăzi devin din ce în ce mai subțiri și mai ușoare.Multe telefoane mobile, tablete și computere folosesc oxid de aluminiu subțire și ușor ca înveliș al produsului.Când folosiți un laser Q-switched pentru a marca pozițiile conductoare pe o placă subțire de aluminiu, este ușor să provocați deformarea materialului, rezultând „coci convexe” pe spate, afectând direct estetica aspectului.Utilizarea parametrilor de lățime a impulsului mai mici ai laserului MOPA poate face ca materialul să nu se deformeze ușor, iar umbrirea este mai delicată și mai strălucitoare.Acest lucru se datorează faptului că laserul MOPA folosește un parametru mic de lățime a impulsului pentru a face laserul să rămână mai scurt pe material și are o energie suficient de mare pentru a îndepărta stratul de anod, astfel încât pentru procesarea decaparii anodului de pe suprafața oxidului de aluminiu subțire placa, Laserele MOPA sunt o alegere mai buna.
2.Aplicație de înnegrire din aluminiu anodizat
Folosind lasere pentru a marca mărci comerciale negre, modele, texte etc. pe suprafața materialelor din aluminiu anodizat, în loc de tehnologia tradițională cu jet de cerneală și ecran de mătase, a fost utilizat pe scară largă pe carcasele produselor electronice digitale.
Deoarece laserul cu fibră pulsată MOPA are o lățime largă a pulsului și un interval de reglare a frecvenței de repetare, utilizarea parametrilor de lățime a impulsului îngustă și de înaltă frecvență poate marca suprafața materialului cu un efect negru.Diferite combinații de parametri pot marca, de asemenea, diferite niveluri de gri.efect.
Prin urmare, are mai multă selectivitate pentru efectele procesului ale diferitelor senzații ale întunericului și ale mâinii și este sursa de lumină preferată pentru înnegrirea aluminiului anodizat de pe piață.Marcarea se realizează în două moduri: modul punct și puterea punctului ajustată.Prin ajustarea densității punctelor, pot fi simulate diferite efecte în tonuri de gri și pot fi marcate fotografii personalizate și meșteșuguri personalizate pe suprafața materialului din aluminiu anodizat.
3.Marcare cu laser color
În aplicația de culoare din oțel inoxidabil, laserul este necesar să lucreze cu lățimi mici și medii ale impulsurilor și frecvențe înalte.Schimbarea culorii este afectată în principal de frecvență și putere.Diferența dintre aceste culori este afectată în principal de energia unui singur impuls a laserului însuși și de rata de suprapunere a punctului său de pe material.Deoarece lățimea și frecvența impulsului laserului MOPA sunt reglabile independent, ajustarea unuia dintre ele nu va afecta ceilalți parametri.Ei cooperează unul cu celălalt pentru a realiza o varietate de posibilități, care nu pot fi realizate de un laser Q-switched.În aplicațiile practice, prin ajustarea lățimii pulsului, frecvența, puterea, viteza, metoda de umplere, distanța de umplere și alți parametri, permutând și combinând diferiți parametri, puteți marca mai multe efecte de culoare, culori bogate și delicate.Pe vesela din oțel inoxidabil, echipamentele medicale și obiectele de artizanat, pot fi marcate logo-uri sau modele superbe pentru a avea un efect decorativ frumos.
În general, lățimea și frecvența impulsului laserului cu fibră MOPA sunt reglabile independent, iar intervalul parametrilor de ajustare este mare, astfel încât procesarea este bună, efectul termic este scăzut și are avantaje remarcabile în marcarea foii de oxid de aluminiu, aluminiu anodizat înnegrire și colorare din oțel inoxidabil.Realizați efectul pe care laserul cu fibră Q-switched nu îl poate obține. Laserul cu fibră Q-switched se caracterizează printr-o putere de marcare puternică, care are anumite avantaje în prelucrarea gravă profundă a metalelor, dar efectul de marcare este relativ dur.În aplicațiile obișnuite de marcare, laserele cu fibră în impulsuri MOPA sunt comparate cu laserele cu fibră Q-switched, iar caracteristicile lor principale sunt prezentate în tabelul următor.Utilizatorii pot alege laserul potrivit în funcție de nevoile reale de materiale și efecte de marcare.
Lățimea și frecvența impulsului laser cu fibră MOPA sunt reglabile independent, iar intervalul parametrilor de ajustare este mare, astfel încât procesarea este bună, efectul termic este scăzut și are avantaje remarcabile în marcarea foii de oxid de aluminiu, înnegrirea aluminiului anodizat, colorarea oțelului inoxidabil, și sudarea tablei.Efectul pe care laserul cu fibră Q-switched nu îl poate obține.Laserul cu fibră Q-switched se caracterizează printr-o putere puternică de marcare, care are anumite avantaje în prelucrarea gravă profundă a metalelor, dar efectul de marcare este relativ dur.
În general, laserele cu fibră MOPA pot înlocui aproape laserele cu fibră Q-switched în aplicațiile de marcare și sudare cu laser high-end.În viitor, dezvoltarea laserelor cu fibră MOPA va lua lățimi de impuls mai înguste și frecvențe mai înalte ca direcție și, în același timp, va merge către o putere mai mare și o energie mai mare, va continua să îndeplinească noile cerințe de prelucrare fină a materialelor laser și să continue să dezvolta cum ar fi deruginirea cu laser și lidar.Și alte noi domenii de aplicare.
Ora postării: 18-iul-2021
