mopa laser что это

Лазеры MOPA

для всех лазерных систем SpeedMarker

Цветная лазерная маркировка на стали

Чёрная лазерная маркировка на шильдах из алюминия

Разница между лазером MOPA и волоконным лазером

Лазерная маркировка флагов на табличке из нержавеющей стали

Лазерная маркировка анодированного алюминия

Высококонтрастная маркировка на тёмном пластике

Расширьте свои возможности маркировки металлов и пластика

При помощи лазера по схеме MOPA вы можете достигать более высокого контраста и более разборчивых результатов маркировки пластиков. Кроме того, можно выполнять маркировку (анодированного) алюминия черным цветом или создавать воспроизводимые цветные изображения на стали. К тому же, при помощи лазера по схеме MOPA вы можете зачастую качественно изготовлять эквивалентные маркировки быстрее, чем на обычном волоконном лазере.

На лазере по схеме MOPA длительность импульса можно установить на предварительно заданные значения в диапазоне от 4 до 200 нс. Лазер по схеме MOPA (оптического усилителя мощности) является одним из самых гибких лазеров на рынке. Его можно использовать в различных сферах применения: Что касается длительности импульса, то система может симулировать свойства как традиционных волоконных лазеров (сравнительно длинные импульсы), так и классических твердотельный лазеров (сравнительно короткие импульсы), напр., Nd:YAG или Nd:YVO4 (ванадат).

Преимущества лазерного излучателя MOPA

Для коротких импульсов и более низкой энергии импульса материал нагревается меньше и уменьшается зона воздействия высоких температур. В результате предоставляется больше преимуществ и возможностей для лазерной маркировки металлов и пластика:

При этом без изменений сохраняются преимущества традиционных волоконных лазерных источников:

Источник

MOPA излучатель для лазерной обработки материалов

MOPA излучатель для лазерной обработки материалов

В настоящее время для маркировки используются волоконные лазеры двух типов: с модуляцией добротности (Q-switch) и лазеры с конфигурацией МОРА. Первые занимают значительную долю рынка, поскольку известны достаточно давно.

Конструкция MOPA является двухкамерной, ее образуют задающий генератор и усилитель мощности. Задающий генератор предназначен для генерации излучения небольшой мощности и c очень узкой шириной полосы. Это излучение используется в качестве затравочного во второй активной среде, которая действует как усилитель мощности, где излучение усиливается до определенного уровня с сохранением его основных параметров. Одно из преимуществ этой системы заключается в том, что она не требует задающего пучка высокой мощности, а при этих условиях проще реализовать узкую ширину полосы частот. Способность конфигурации МОРА увеличивать выходную мощность излучения без изменения геометрии системы делает технологию самым популярным методом масштабирования мощности. [1, 3, 4, 6]

Если в системе в качестве усилителя используется усилитель на оптическом волокне, то такая система называется MOFA (Master Oscillator Fiber Amplifiers). [5]

Ключевые слова: лазерная обработка, конфигурация МОРА, волоконный лазер

Keywords: laser processing, MOPA configuration, fiber laser

Сравнение характеристик волоконных лазеров МОРА JPT и лазеров с модуляцией добротности (Q-switched)

Рисунок 2 – Лазер МОРА JPT: поддерживает высокую пиковую мощность при различной частоте повторения и длительности импульсов.

2. Пиковая мощность

С увеличением частоты следования импульсов пиковая мощность при добротности проседает и зачастую становится меньше порога разрушения материала. Лазер МОРА сохраняет высокий уровень пиковой мощности при высокой частоте следования импульсов.

Рисунок 2 – Сравнение пиковой мощности лазеров Q-switch и МОРА при высоких и низких частотах: а) низкая пиковая мощность (ниже порога разрушения); б) высокая пиковая мощность, короткая длительность импульса.

3. Характеристики включения/выключения генерации излучения

Лазер МОРА имеет улучшенные характеристики включения/выключения генерации излучения: быстрое время нарастания и спада фронтов импульсов. Представлены осциллограммы для лазера JPT YDFLP M6+.

4. Нулевая задержка

Волоконные лазеры МОРА JPT обладают функцией контроля первого импульса, что делает лазер идеальным для выполнения маркировки.

б) Лазер МОРА JPT
Рисунок 5 – Результат гравировки

5. Контроль каждого импульса
JPT MOPA управляет каждым отдельным импульсом и дает регулярную матрицу импульсов. Благодаря этой функции лазер обеспечивает высокие показатели маркировки QR-кодов, штрих-кодов, при скрайбировании и т. д.

а) Q-switch лазер: нерегулярная последовательность импульсов

б) Лазер JPT MOPA: идеальная матрица импульсов.
Рисунок 6 – Сравнение последовательности импульсов лазеров

6. Утечка мощности
У JPT MOPA отсутствует утечка энергии, что хорошо заметно при сравнении маркировок QR-кода. У маркировки, выполненной лазером МОРА, более высокая четкость, особенно при небольшом размере QR-кода.

б) Лазер MOPA JPT
Рисунок 7 – Сравнение результатов маркировки
Волоконные лазеры МОРА и YAG лазеры

Волоконные лазеры МОРА и YAG лазеры

YAG лазеры и волоконные лазеры MOPA обладают возможностями маркировки, гравировки и травления на различных поверхностях и материалах. Хотя результат их работы практически аналогичен, все больше компаний обнаруживают конкурентное преимущество использования волоконных лазеров MOPA.

Установки для лазерной маркировки на основе волоконного МОРА лазера
Сравнение установок для лазерной маркировки на основе волоконных лазеров MOPA и лазеров с модуляцией добротности.

2. Черная маркировка на анодированном алюминии и цветная маркировка стали
Крупнейшие производители электроники, такие, как Apple, Huawei, ZTE, Lenovo и Meizu используют лазерную маркировку для нанесения идентификационной информации на поверхности своих изделий из анодированного алюминия. Требование к такой маркировке – высокая точность и черный цвет. На сегодняшний день отвечать таким требованиям может только лазер MOPA. Поскольку лазер MOPA имеет широкий диапазон регулировки длительности и частоты импульса, короткая длительность импульса и его высокая частота обеспечивает черную маркировку поверхности материала. Различные комбинации параметров приводят к различным оттенкам серого. Также подбором параметров можно выполнить цветную маркировку на нержавеющей стали.[2]

3. Прецизионная обработка электроники, полупроводников
Прецизионная обработка электроники и полупроводников требует тонкой линии. Лазеры с модуляцией добротности не обеспечивают регулировку параметров длительности импульса. Конструкция MOPA за счет этой способности позволяет выполнять маркировку тонкой линии с гладкими краями.

Рисунок 10 – Пример маркировки QR-кода на PCB при помощи лазера МОРА

Задача	Q-switch лазер	Лазер МОРА
Удаление слоя поверхности с тонкой пластины оксида алюминия	Происходит деформация поверхности	Деформации поверхности нет
Черная маркировка анодированного алюминия	Не выполняется	Возможность добиться различных оттенков черного настройкой параметров
Прецизионная обработка электроники, полупроводников	Слишком большая длительность импульса не позволяет выполнить прецизионную обработку	Более качественное пятно излучения, настройка длительности импульса, точная настройка энергии позволяют выполнять обработку
Глубокая гравировка металла	Грубая заливка	Качественная заливка
Черная маркировка нержавеющей стали	Необходимо обрабатывать в расфокусе, сложная настройка	Возможность добиться различных цветов настройкой длительности и частоты импульсов
Маркировка пластика	Маркировка склонна к пожелтению	Маркировка не желтеет
Маркировка бутылок из прозрачного пластика	Остается налет, выброс пластика	Чистая маркирвока

Все приведенные примеры маркировки выполнены на оборудовании, производимом компании JPT Opto-electronics.

Разработка и производство волоконных лазеров МОРА является одним из направлений компании JPT Opto-electronics. Они специализируется на исследованиях, производстве, продаже и техническом обслуживании волоконной оптики и волоконных лазеров. Продукты компании широко используются в оптической связи, оптическом зондировании, лазерной обработке, медицинской лазерной терапии и т. д. У JPT очень сильная исследовательская команда, каждый год она выполняет несколько проектов от государственных и общественных институтов, владеет многими патентами и интеллектуальной собственностью. [4]

Компания «ЛЛС» представляет весь спектр продукции JPT на территории РФ и предлагает наиболее выгодные условия поставки продукции, полную техническую поддержку, а также поставку образцов. Для получения дополнительной информации обращайтесь в компанию ЛЛС.

Волоконный лазер МОРА с уверенностью можно назвать самым гибким, благодаря возможности регулировки длительности импульсов. Устройство широко применяется во многих сферах деятельности, и, поскольку область лазерных технологий растет и развивается, ожидается использование лазера в медицинской промышленности и технологии быстрого прототипирования опытных образцов.

Источник

Волоконный MOPA лазер для лазерной обработки материалов

Установки для лазерной маркировки на основе волоконных лазеров наиболее распространены и применяются в широком спектре областей: электроника, машиностроение, пищевая, медицинская, упаковочная промышленности и т.д. Рынок волоконных лазеров представлен лазерами с модуляцией добротности (Q-switch) и лазерами с конфигурацией МОРА, вследствие чего часто возникает вопрос, в чем разница этих технологий.

Ключевые слова: лазерная обработка, конфигурация МОРА, волоконный лазер

Keywords: laser processing, MOPA configuration, fiber laser

Волоконные лазеры с модуляцией добротности

Волоконные лазеры с модуляцией добротности могут генерировать импульсы длительностью от десятков до сотен наносекунд. Максимально достижимая энергия импульса, по существу, ограничена энергией насыщения (даже для волокон с большой площадью моды) и порогом разрушения волокна (последнее имеет существенное влияние при генерации коротких импульсов). Лазер позволяет генерировать излучение с частотой в диапазоне от 1 до 500 кГц.

Читайте также: minnow воблер что это

Для некоторых задач обработки материалов требуются лазеры, генерирующие интенсивные наносекундные импульсы. Здесь волоконные лазеры с модуляцией добротности ограничены с точки зрения пиковой мощности: различные нелинейности, возникающие при прохождении мощных импульсов через волокно, ограничивают пиковую мощность до нескольких мегаватт. Фактически максимально достижимые пиковые мощности обычно ниже 1 МВт, даже для волокон с большой площадью моды.

Схема волоконного лазера с модуляцией добротности.

С другой стороны, высокий коэффициент усиления волоконных устройств позволяет реализовать гибкие волоконные лазеры с конфигрурацией MOPA с лазерным диодом с модуляцией усиления в качестве задающего лазера. Этот подход, в отличие от Q-switch, позволяет изменять длительность импульса независимо от частоты повторения импульсов.

Волоконные МОРА лазеры

Конструкция МОРА является двухкамерной, ее образуют задающий генератор и усилитель мощности. Задающий генератор (обычно лазерный диод с волоконным выходом) предназначен для генерации излучения небольшой мощности и c очень узкой шириной полосы. Это излучение используется в качестве затравочного во второй активной среде, которая действует как усилитель мощности, где излучение усиливается до определенного уровня с сохранением его основных параметров. В большинстве случаев усиливающей средой является стеклянное волокно, легированное редкоземельными ионами, такими как эрбий, неодим, иттербий и т.д. Одно из преимуществ этой системы заключается в том, что она не требует задающего пучка высокой мощности, а при этих условиях проще реализовать узкую ширину полосы частот. Способность конфигурации МОРА увеличивать выходную мощность излучения без изменения геометрии системы делает технологию самым популярным методом масштабирования мощности.

MOPA обеспечивает генерацию импульсов с частотой от 1 до 2700 кГц и большей амплитудой, чем у лазера с модуляцией добротности. За счет этого MOPA-лазер обладает отличными от технологии Q-Switch результатами маркировки и гравировки некоторых пластмасс и металлов.

Высокая эффективность усиления мощности;

Относительно простая система охлаждения;

Высокое качество пучка (ограничено дифракционным пределом);

Сравнение характеристик волоконных лазеров МОРА JPT и лазеров с модуляцией добротности (Q-switched)

Рис. 2 – Лазер МОРА JPT: поддерживает высокую пиковую мощность при различной частоте повторения и длительности импульсов.

2. Пиковая мощность

Рис. 2 – Сравнение пиковой мощности лазеров Q-switch и МОРА при высоких и низких частотах: а) низкая пиковая мощность (ниже порога разрушения); б) высокая пиковая мощность, короткая длительность импульса.

3. Характеристики включения/выключения генерации излучения

4. Нулевая задержка

Функция контроля первого импульса. При этом отсутствует задержка отклика и подавление первого импульса.

б) Лазер МОРА JPT
Рис. 5 – Результат гравировки

5. Контроль каждого импульса

JPT MOPA управляет каждым отдельным импульсом и дает регулярную матрицу импульсов заданными рабочими параметрами. Благодаря этой функции лазер обеспечивает высокие показатели качества маркировки QR-кодов, штрих-кодов, растровых и векторных изображений.

а) Q-switch лазер: нерегулярная последовательность импульсов

б ) Лазер JPT MOPA: идеальная матрица импульсов.
Рис. 6 – Сравнение последовательности импульсов лазеров

б) Лазер MOPA JPT
Рис. 7 – Сравнение результатов маркировки
Волоконные лазеры МОРА и YAG лазеры

Волоконные лазеры МОРА и YAG лазеры

Несмотря на то, что YAG лазеры и волоконные лазеры MOPA обладают схожими возможностями маркировки и гравировки на различных поверхностях и материалах, а результат их работы практических аналогичен, все больше компаний обнаруживают конкурентное преимущество использования волоконных лазеров MOPA.

1. Удаление слоя оксида алюминия

Современные электроника становятся все легче и тоньше. Большинство производителей мобильных телефонов, планшетов и компьютеров используют легкий оксид алюминия в качестве внешней оболочки своих изделий. При маркировке на тонкой алюминиевой пластине лазер с модуляцией добротности может легко вызвать деформацию материала и выпуклость на обратной стороне, что напрямую влияет на внешний вид изделия.

Лазер МОРА позволяет выполнить более точную маркировку без деформации материала. Это связано с тем, что лазер MOPA позволяет настроить небольшую длительность импульсов лазерного излучения, которые воздействуют на материал в течение более короткого времени, но с достаточной энергией для удаления анодного слоя.

2. Черная маркировка на анодированном алюминии и цветная маркировка стали

Алюминий является одним из наиболее часто маркируемых материалов и используется во многих отраслях промышленности.

Крупнейшие производители электроники, такие, как Apple, Huawei, ZTE, Lenovo и Meizu используют лазерную маркировку для нанесения идентификационной информации на поверхности своих изделий из анодированного алюминия. Требование к такой маркировке – высокая точность и черный цвет. На настоящее время отвечать таким требованиям может только лазер MOPA. Поскольку лазер MOPA имеет широкий диапазон регулировки длительности и частоты импульса, короткая длительность импульса и его высокая частота обеспечивает черную маркировку поверхности материала. Различные комбинации параметров приводят к различным оттенкам серого. Так же, подбором параметров, можно выполнить цветную маркировку на нержавеющей стали..[2]

Рис. 10 – Пример маркировки QR-кода на PCB при помощи лазера МОРА

4. Маркировка пластмасс

Пластмассы и полимеры являются наиболее распространенными материалами, нуждающимися в маркировке. Разнообразие видов пластиков затрудняет их однозначную классификацию. Излучение одной длины волны может выполнять качественную маркировку на одном виде пластика, и в то же время не оставлять абсолютно никаких следов на другом.

Наиболее распространенным методом маркировки пластмасс и полимеров является изменение цвета. При этом энергия лазерного луча идет на изменение молекулярной структуры материала, что приводит к изменению его цвета без повреждения поверхности. На некоторых пластмассах может быть выполнена гравировка.

Наилучших результатов маркировки пластиков достигают зеленые (532 нм) или УФ-лазеры (355 нм). Излучение этих лазеров эффективно поглощается в широком спектре пластмасс.

МОРА лазеры, за счет широкого диапазона настройки частот и длительностей импульсов, также показывают неплохие результаты.

Задача	Q-switch лазер	МОРА
Удаление слоя поверхности с тонкой пластины оксида алюминия	Деформация поверхности	Деформации поверхности нет
Черная маркировка анодированного алюминия	Не выполняется	Возможность добиться различных оттенков черного настройкой параметров
Прецизионная обработка электроники, полупроводников	Слишком большая длительность импульса не позволяет выполнить прецизионную обработку	Более качественное пятно излучения, настройка длительности импульса, точная настройка энергии позволяют выполнять обработку
Глубокая гравировка металла	Грубая заливка	Качественная заливка
Черная маркировка нержавеющей стали	Необходимо обрабатывать в расфокусе, сложная настройка	Возможность добиться различных цветов настройкой длительности и частоты импульсов
Маркировка пластика	Маркировка склонна к пожелтению	Маркировка не желтеет
Маркировка бутылок из прозрачного пластика	Остается налет, выброс пластика	Чистая маркирвока

Все приведенные примеры маркировки выполнены на оборудовании, производимом компании JPT Opto-electronics.

Компания «Ленинградские Лазерные Системы» представляет весь спектр продукции JPT на территории РФ и предлагает наиболее выгодные условия поставки продукции, полную техническую поддержку, а также поставку образцов. Для получения дополнительной информации обращайтесь в компанию ЛЛС.

Источник