نظام وسم الألياف بالليزر MOPA مقابل آلة وسم الألياف بالليزر Q-Switched

MOPA و Q-Switched ألياف الليزر

MOPA هو اختصار لـ Master Oscillator Power Amplifier. يشير ليزر MOPA إلى بنية ليزر يتم فيها توصيل مذبذب ليزر ومضخم بشكل متتالي. في العالم الصناعي، يشير ليزر MOPA إلى ليزر ألياف نبضي نانوثاني فريد من نوعه وأكثر "ذكاءً" يتكون من مصدر بذرة ليزر أشباه الموصلات ومضخم ألياف مدفوع بنبضات كهربائية.

ينعكس "ذكاؤه" بشكل أساسي في عرض نبضة الإخراج القابل للتعديل بشكل مستقل (يتراوح من 2 نانوثانية إلى 500 نانوثانية)، ويمكن أن يصل تردد التكرار إلى ميغا هرتز. إن بنية مصدر البذرة لليزر الليفي Q-switched هي إدخال معدل خسارة في تجويف الألياف المتذبذب، والذي يولد خرج ضوء نبضي نانوثاني بعرض نبضة معين عن طريق تعديل الخسارة البصرية في التجويف بشكل دوري.

تشتهر ليزرات النبضات النانوية الثانية بالتطبيقات الصناعية مثل وسم المعادن واللحام والتنظيف والقطع. وباعتبارها التطبيقين الرئيسيين لليزرات النبضية النانوية الثانية، ما هي الاختلافات والمزايا بين بنية MOPA وبنية Q-switched؟ ولحل هذه المشكلة التي غالبًا ما تزعج الجميع، سنقوم بإجراء تحليل بسيط من البنية الداخلية لليزر ومعلمات الإخراج الضوئية وسيناريوهات التطبيق.

مقارنة البنية الداخلية

مقارنة بين البنية الداخلية ومبدأ عمل مولد الليزر الليفي MOPA ومولد الليزر الليفي Q-switched.

الفرق في البنية الداخلية بين ليزر الألياف MOPA وليزر الألياف Q-switched يكمن بشكل أساسي في طريقة توليد إشارة بصرية لبذرة النبضة.

يتم إنشاء إشارة الضوء لبذرة نبضة ليزر الألياف MOPA بواسطة النبضة الكهربائية التي تحرك شريحة الليزر أشباه الموصلات، أي أن إشارة الضوء الناتجة يتم تعديلها عن طريق تشغيل الإشارة الكهربائية، لذلك لديها قدرة قوية على توليد معلمات نبضة مختلفة (عرض النبضة، تردد التكرار، شكل النبضة والقوة).

تنتج الإشارة الضوئية النبضية للألياف الليزرية Q-switched خرجًا ضوئيًا نبضيًا عن طريق زيادة أو تقليل الخسارة الضوئية في الرنان بشكل دوري، ولها بنية بسيطة وميزة سعرية. ومع ذلك، نظرًا لتأثير الأجهزة Q-switched، فإن معلمات النبضة محدودة.

مقارنة المعلمات البصرية

يمكن تعديل عرض النبضة الناتج عن ليزر الألياف MOPA بشكل مستقل. يمكن ضبط عرض النبضة في ليزرات الألياف MOPA بشكل تعسفي (يتراوح من 2 نانوثانية إلى 500 نانوثانية). كلما كان عرض النبضة أضيق، كانت المنطقة المتأثرة بالحرارة أصغر، ويمكن الحصول على دقة تصنيع أعلى. لا يمكن تعديل عرض النبضة الناتج عن ليزر الألياف Q-switched، وعادة ما يكون عرض النبضة الناتج دون تغيير عند قيمة ثابتة تتراوح من 80 نانوثانية إلى 140 نانوثانية.

تتمتع ليزرات الألياف MOPA بنطاق تردد تكرار أوسع. يمكن أن يصل تردد تكرار ليزر MOPA إلى خرج التردد العالي MHz. يعني تردد التكرار العالي كفاءة معالجة عالية، ولا يزال بإمكان MOPA الحفاظ على خصائص طاقة الذروة العالية في ظل ظروف تردد التكرار العالي. نظرًا لقيود ظروف عمل Q-switch، فإن ليزر الألياف Q-switch له نطاق تردد خرج ضيق، ولا يمكن أن يصل التردد العالي إلا إلى ~100 كيلو هرتز.

مقارنة التطبيقات

الاختلافات في التطبيق بين MOPA آلة التعليم بالليزر وماكينة الوسم بالليزر Q-Switch.

مولد ألياف الليزر JPT MOPA

Raycus Q-Switched فايبر ليزر مولد

تطبيقات الأسطح المنزوعة صفائح الألومينيوم

الآن، المزيد والمزيد من المنتجات الإلكترونية الرقيقة، العديد من الهواتف المحمولة، الأجهزة اللوحية، أجهزة الكمبيوتر تستخدم أكسيد الألومنيوم الرقيق كمنتج للقشرة. باستخدام ليزر Q-switch في توجيه علامات لوحة الألومنيوم الرقيقة، يؤدي بسهولة إلى تشوه المادة، "غلاف محدب" ينتج بشكل جانبي، يؤثر بشكل مباشر على المظهر. معلمات عرض نبضة ليزر MOPA أصغر، مما يجعل المادة سهلة التشوه، والتظليل أكثر دقة وأبيض ساطع. هذا يرجع إلى أن استخدام ليزر MOPA يمكن أن يجعل وقت بقاء الليزر على المادة أقصر، ويمكن للطاقة العالية بما فيه الكفاية إزالة طبقة الأنود، لذلك لمعالجة الأنود لسطح لوحة الألومنيوم الرقيقة، يعد ليزر MOPA خيارًا أفضل.

تطبيقات وضع العلامات السوداء على الألومينا الأنودية

استخدام الليزر في تحديد سطح الألومينا الأنودية علامة سوداء، نموذج ونص، التطبيق في العامين الأخيرين هو تدريجيا أبل، هواوي، لينوفو، سامسونج مصنعي الأجهزة الإلكترونية المستخدمة على نطاق واسع لغطاء المنتج الإلكتروني، وتستخدم لتحديد علامة سوداء على العلامات التجارية، النماذج، الخ. لهذا النوع من التطبيقات، هناك فقط ليزر MOPA يمكن معالجتها. لأن لديها عرض نبضة واسعة ونطاق تعديل تردد النبضة من الليزر MOPA من خلال عرض النبضة الضيقة ومعلمات التردد العالي يمكن أن يكون على سطح المواد تأثير علامة سوداء، من خلال مجموعات مختلفة من المعلمات يمكن أيضا أن تلعب تأثير علامة رمادية مختلفة.

تطبيقات التصنيع الدقيق للإلكترونيات وأشباه الموصلات وITO

في الإلكترونيات وأشباه الموصلات وITO وغيرها من الآلات الدقيقة، هناك حاجة أساسية لاستخدام علامات الخطوط الدقيقة. نظرًا لهيكل الليزر Q-switch، لا يمكنه ضبط معلمات عرض النبضة، لذلك من الصعب تحقيق خط دقيق. يمكن أن يكون ليزر MOPA مرنًا لضبط معلمات عرض النبضة والتردد، مما لا يجعل الخط دقيقًا فحسب، بل يجعل الحافة أيضًا غير ناعمة.

بالإضافة إلى حالات التطبيق العديدة المذكورة أعلاه، هناك العديد من التطبيقات المختلفة لليزر MOPA وليزر Q-switch، وفيما يلي بعض الأمثلة النموذجية للتطبيقات مع الجدول التالي:

في مقارنة المقدمة أعلاه، يمكننا أن نرى أن آلات وسم الليزر الليفي MOPA يمكنها استبدال Q-switched آلات النقش بالليزر الليفي في العديد من التطبيقات. في بعض التطبيقات الأكثر تطورًا، تعد آلة النقش بالليزر الليفي MOPA أفضل من نظام الوسم بالليزر الليفي Q-switched.

مقارنة المعايير الفنية

آلة الوسم بالليزر MOPA و Q-Switch ، أوجه التشابه والاختلاف بين المعلمات التقنية

تعرف على المزيد حول آلات الوسم بالليزر الليفي المختلفة

آلة وسم الألياف بالليزر MOPA	آلة الوسم بليزر الألياف Q-Switch

ملخص

باختصار، يتمتع ليزر الألياف MOPA بتغطية أوسع لمعلمات الليزر، وتعديل أكثر مرونة ونطاق تطبيق أكثر شمولاً من ليزر الألياف Q-switched. وفي حالة نفس القوة، تتمتع ليزرات الألياف Q-switched بمزايا تكلفة أكبر. لذلك، تقدم هاتان البنيتان الليزريتان حالة تكميلية في سوق تطبيق معالجة الليزر النبضي النانوي الثاني.