Ces dernières années, l'application des lasers à fibre pulsée dans le domaine du marquage laser s'est développée rapidement, parmi lesquelles les applications dans les domaines des produits électroniques 3C, des machines, de l'alimentation, des emballages, etc. ont été très étendues.
Actuellement, les types de lasers à fibre pulsée utilisés dans le marquage laser sur le marché incluent principalement la technologie Q-switch et la technologie MOPA.Le laser MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) fait référence à une structure laser dans laquelle un oscillateur laser et un amplificateur sont montés en cascade.Dans l'industrie, le laser MOPA fait référence à un laser à fibre à impulsion nanoseconde unique et plus "intelligent" composé d'une source de graine laser à semi-conducteur entraînée par des impulsions électriques et d'un amplificateur à fibre.Son "intelligence" se reflète principalement dans la largeur d'impulsion de sortie est réglable indépendamment (plage 2ns-500ns), et la fréquence de répétition peut être aussi élevée que mégahertz.La structure de la source de départ du laser à fibre à commutation Q consiste à insérer un modulateur de perte dans la cavité de l'oscillateur à fibre, qui génère une impulsion lumineuse nanoseconde avec une certaine largeur d'impulsion en modulant périodiquement la perte optique dans la cavité.
La structure interne du laser
La différence de structure interne entre le laser à fibre MOPA et le laser à fibre à commutation Q réside principalement dans les différentes méthodes de génération du signal lumineux de départ d'impulsion.Le signal optique de graine d'impulsion laser à fibre MOPA est généré par la puce laser à semi-conducteur d'entraînement d'impulsion électrique, c'est-à-dire que le signal optique de sortie est modulé par le signal électrique d'entraînement, il est donc très puissant pour générer différents paramètres d'impulsion (largeur d'impulsion, fréquence de répétition , forme d'onde d'impulsion et puissance, etc.) Flexibilité.Le signal optique de germe d'impulsion du laser à fibre à commutation Q génère une sortie de lumière pulsée en augmentant ou en réduisant périodiquement la perte optique dans la cavité résonnante, avec une structure simple et un avantage de prix.Cependant, en raison de l'influence des dispositifs de commutation Q, les paramètres d'impulsion ont certaines restrictions.
Paramètres optiques de sortie
La largeur d'impulsion de sortie du laser à fibre MOPA est réglable indépendamment.La largeur d'impulsion du laser à fibre MOPA a n'importe quelle accordabilité (plage 2ns ～ 500 ns).Plus la largeur d'impulsion est étroite, plus la zone affectée par la chaleur est petite et une plus grande précision de traitement peut être obtenue.La largeur d'impulsion de sortie du laser à fibre à commutation Q n'est pas réglable, et la largeur d'impulsion est généralement constante à une certaine valeur fixe entre 80 ns et 140 ns.Le laser à fibre MOPA a une plage de fréquence de répétition plus large.La re-fréquence du laser MOPA peut atteindre la sortie haute fréquence de MHz.Une fréquence de répétition élevée signifie une efficacité de traitement élevée, et MOPA peut toujours maintenir des caractéristiques de puissance de crête élevées dans des conditions de fréquence de répétition élevée.Le laser à fibre à commutation Q est limité par les conditions de fonctionnement du commutateur Q, de sorte que la plage de fréquences de sortie est étroite et que la haute fréquence ne peut atteindre que ~ 100 kHz.
Scénario d'application
Le laser à fibre MOPA a une large plage de réglage des paramètres.Par conséquent, en plus de couvrir les applications de traitement des lasers nanosecondes conventionnels, il peut également utiliser sa largeur d'impulsion étroite unique, sa fréquence de répétition élevée et sa puissance de crête élevée pour réaliser des applications de traitement de précision uniques.tel que:
1.Application du décapage de surface de la feuille d'oxyde d'aluminium
Les produits électroniques d'aujourd'hui sont de plus en plus fins et légers.De nombreux téléphones portables, tablettes et ordinateurs utilisent de l'oxyde d'aluminium fin et léger comme coque du produit.Lors de l'utilisation d'un laser à commutation Q pour marquer des positions conductrices sur une fine plaque d'aluminium, il est facile de provoquer une déformation du matériau, entraînant des «coques convexes» à l'arrière, affectant directement l'esthétique de l'apparence.L'utilisation des paramètres de largeur d'impulsion plus petits du laser MOPA peut rendre le matériau difficile à déformer et l'ombrage est plus délicat et plus lumineux.En effet, le laser MOPA utilise un petit paramètre de largeur d'impulsion pour que le laser reste plus court sur le matériau, et il a une énergie suffisamment élevée pour enlever la couche d'anode, donc pour le traitement de décapage de l'anode sur la surface de l'oxyde d'aluminium mince plaque, les lasers MOPA sont un meilleur choix.
2. Application de noircissement en aluminium anodisé
Utilisant des lasers pour marquer des marques, des modèles, des textes, etc. noirs sur la surface de matériaux en aluminium anodisé, au lieu de la technologie traditionnelle à jet d'encre et sérigraphique, il a été largement utilisé sur les coques de produits numériques électroniques.
Étant donné que le laser à fibre pulsée MOPA a une large plage de réglage de la largeur d'impulsion et de la fréquence de répétition, l'utilisation d'une largeur d'impulsion étroite et de paramètres haute fréquence peut marquer la surface du matériau avec un effet noir.Différentes combinaisons de paramètres peuvent également marquer différents niveaux de gris.effet.
Par conséquent, il a plus de sélectivité pour les effets de processus de différentes noirceurs et sensations de main, et c'est la source de lumière préférée pour noircir l'aluminium anodisé sur le marché.Le marquage s'effectue en deux modes : mode point et puissance de point ajustée.En ajustant la densité des points, différents effets d'échelle de gris peuvent être simulés, et des photos personnalisées et des objets d'artisanat personnalisés peuvent être marqués sur la surface du matériau en aluminium anodisé.
3. Marquage laser couleur
Dans l'application couleur de l'acier inoxydable, le laser doit fonctionner avec des largeurs d'impulsion petites et moyennes et des fréquences élevées.Le changement de couleur est principalement affecté par la fréquence et la puissance.La différence entre ces couleurs est principalement affectée par l'énergie d'impulsion unique du laser lui-même et le taux de chevauchement de sa tache sur le matériau.Étant donné que la largeur d'impulsion et la fréquence du laser MOPA sont réglables indépendamment, le réglage de l'un d'eux n'affectera pas les autres paramètres.Ils coopèrent les uns avec les autres pour réaliser une variété de possibilités, ce qui ne peut pas être réalisé par un laser Q-switch.Dans les applications pratiques, en ajustant la largeur d'impulsion, la fréquence, la puissance, la vitesse, la méthode de remplissage, l'espacement de remplissage et d'autres paramètres, en permutant et en combinant différents paramètres, vous pouvez marquer davantage ses effets de couleur, ses couleurs riches et délicates.Sur la vaisselle en acier inoxydable, l'équipement médical et l'artisanat, de magnifiques logos ou motifs peuvent être marqués pour jouer un bel effet décoratif.
En général, la largeur d'impulsion et la fréquence du laser à fibre MOPA sont réglables indépendamment, et la plage de paramètres de réglage est large, de sorte que le traitement est fin, l'effet thermique est faible et il présente des avantages exceptionnels dans le marquage de feuilles d'oxyde d'aluminium, l'aluminium anodisé noircissement et coloration de l'inox.Réalisez l'effet que le laser à fibre à commutation Q ne peut pas obtenir Le laser à fibre à commutation Q se caractérise par une forte puissance de marquage, ce qui présente certains avantages dans le traitement de gravure en profondeur des métaux, mais l'effet de marquage est relativement rugueux.Dans les applications de marquage courantes, les lasers à fibre pulsée MOPA sont comparés aux lasers à fibre à commutation Q, et leurs principales caractéristiques sont présentées dans le tableau suivant.Les utilisateurs peuvent choisir le bon laser en fonction des besoins réels en matériaux et effets de marquage.
La largeur et la fréquence d'impulsion du laser à fibre MOPA sont réglables indépendamment, et la plage de paramètres de réglage est large, de sorte que le traitement est fin, l'effet thermique est faible et il présente des avantages exceptionnels dans le marquage des feuilles d'oxyde d'aluminium, le noircissement de l'aluminium anodisé, la coloration de l'acier inoxydable, et soudage de tôles.L'effet que le laser à fibre à commutation Q ne peut pas atteindre.Le laser à fibre à commutation Q se caractérise par une forte puissance de marquage, ce qui présente certains avantages dans le traitement de gravure profonde des métaux, mais l'effet de marquage est relativement rugueux.
En général, les lasers à fibre MOPA peuvent presque remplacer les lasers à fibre à commutation Q dans les applications de marquage et de soudage laser haut de gamme.À l'avenir, le développement des lasers à fibre MOPA prendra des largeurs d'impulsion plus étroites et des fréquences plus élevées comme direction, et en même temps progressera vers une puissance et une énergie plus élevées, continuera à répondre aux nouvelles exigences du traitement fin des matériaux laser et continuera à développer tels que le dérouillage laser et le lidar.Et d'autres nouveaux domaines d'application.
Heure de publication : 18 juillet 2021
