Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

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

2020 01 29 15 27 07 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.2020 01 29 15 25 59 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.2020 01 29 15 28 25 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

Конфигурация МОРА — Master Oscillator Power Amplifier (задающий генератор-усилитель мощности) — является самой инновационной и технологичной системой на данный момент. В традиционных однокамерных лазерных системах приходится выбирать между шириной полосы и мощностью излучения. С технологией MOPA больше не придется идти на этот компромисс. 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. Если в системе в качестве усилителя используется усилитель на оптическом волокне, то такая система называется MOFA (Master Oscillator Fiber Amplifiers). На примерах ниже, рассмотрим источник типа MOPA от производителя «JPT».

 

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

2020 01 29 15 36 46 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.
1. Форма импульса
 
 

Q-Switch: пиковая мощность проседает при увеличении частоты, длительность импульса не может быть отрегулирована. 

 

2020 01 29 15 38 20 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.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.

2020 01 29 15 41 33 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из графиков выше следует, что низкая пиковая мощность (ниже порога разрушения). 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+.

2020 01 29 15 44 18 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристики включения/выключения генерации излучения MOPA лазера. 

 

2020 01 29 15 45 14 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристики включения/выключения генерации излучения Q-switch.

 

4. Нулевая задержка

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

2020 01 29 15 46 51 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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, штрихкодов, при скрайбировании и т. д.

2020 01 29 15 48 15 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

2020 01 29 15 54 16 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

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 практических аналогичен, все больше компаний обнаруживают конкурентное преимущество использования волоконных лазеров MOPA

YAG лазеры

YAG лазеры используют ламповую накачку, а в качестве активной среды — кристалл YAG. Лампа и кристалл находятся в оптическом резонаторе, обычно позолоченном, который отражает свет и участвует в процессе генерации лазерного излучения. По сравнению с лазерами МОРА эти системы лишены многих преимуществ, тем не менее широко используются. Например, лампы для YAG лазеров имеют короткий срок службы и нуждаются в частой замене. Также они выделяют большое количество тепла и требуют водяного охлаждения. YAG лазеры обладают не очень высокой эффективностью и подвержены распространенным проблемам разрегулировки.

Волоконные лазеры MOPA

В отличие от YAG лазеров, для волоконных лазеров MOPA качестве механизма накачки используются полупроводниковые диоды, в качестве усилителя — легированное оптическое волокно. Для волоконных лазеров легированное волокно также служит резонатором. Волоконные лазеры MOPA намного надежнее и эффективнее предыдущих технологий.

 

Сравнение установок для лазерной маркировки на основе волоконных лазеров MOPA и лазеров с модуляцией добротности.

 

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. Таким образом, для удаления слоя оксида алюминия с тонкой пластины лазеры MOPA — лучший выбор.

 

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 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.

2020 01 29 16 15 30 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Прецизионная обработка электроники, полупроводников

Прецизионная обработка электроники и полупроводников требует тонкой линии. Лазеры с модуляцией добротности не могут регулировать параметры длительности импульса. Конструкция MOPA за счет этой способности позволяет выполнять маркировку тонкой линии с гладкими краями.

2020 01 29 16 17 34 - Лазерные источники JPT MOPA. Обзор, сравнение, применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица возможности применений волоконных лазеров МОРА и лазеров с модуляцией добротности. 

ПрименениеQ-switchМОРА лазер
Удаление слоя поверхности с тонкой пластины оксида алюминияДеформация поверхности Деформации нет
Черная маркировка анодированного алюминияНе выполняетсяВозможность добиться различных оттенков черного настройкой параметров 
Прецизионная обработка электроники, полупроводниковСлишком большая длительность импульса не позволяет выполнить прецизионную обработкуБолее качественное пятно излучения, настройка длительности импульса, точная настройка энергии
Глубокая гравировка металлаГрубая заливкаКачественная заливка
Черная маркировка нержавеющей сталиНеобходимо обрабатывать в расфокусе, сложная настройкаВозможность добиться различных цветов настройкой длительности и частоты импульсов
Маркировка пластикаМаркировка склонна к пожелтениюМаркировка не желтеет
Маркировка бутылок из прозрачного пластикаСложно для очисткиЛегко чистить

 

 

Ознакомится с лазерными маркерами вы можете в нашем каталоге.
Мы всегда готовы проконсультировать Вас, оказать помощь в подборе оборудования и оказать необходимую техническую поддержку связаться с нашей компанией +7(499)-229-19-69 .