
MOPA 和調Q 光纖雷射器
MOPA 是主振盪器功率放大器的縮寫。 MOPA雷射是指雷射振盪器與放大器級聯的雷射結構。在工業界,MOPA雷射是指由半導體雷射種子源和電脈衝驅動的光纖放大器組成的獨特的、更「智慧」的奈秒脈衝光纖雷射。
它的「智慧」主要體現在輸出脈衝寬度可獨立調節(範圍為2奈秒至500奈秒),重複頻率可高達兆赫茲。調Q光纖雷射的種子源結構是在光纖振盪腔內插入損耗調變器,透過週期性調變腔內光損耗產生一定脈衝寬度的奈秒脈衝光輸出。
奈秒脈衝雷射因金屬打標、焊接、清潔和切割等工業應用而聞名。作為奈秒脈衝雷射的兩大主要實現方式,MOPA結構與調Q結構有哪些差異與優勢?對於這個常常困擾大家的問題,我們將從雷射器的內部結構、輸出光學參數以及應用場景等方面進行簡單的分析。
內部結構比較
MOPA光纖雷射產生器與調Q光纖雷射產生器內部結構及原理比較。

MOPA光纖雷射與調Q光纖雷射內部結構的差異主要在於脈衝種子光訊號的產生方式不同。
MOPA光纖雷射脈衝種子光訊號是由電脈衝驅動半導體雷射晶片產生的,即透過驅動電訊號來調製輸出光訊號,因此具有很強的產生不同脈衝參數(脈寬、重複頻率、脈衝形狀和功率) 。
調Q光纖雷射的脈衝種子光訊號透過週期性增加或減少諧振腔內的光損耗來產生脈衝光輸出,結構簡單,價格優勢。但由於調Q元件的影響,脈衝參數受到限制。
光學參數對比
MOPA光纖雷射的輸出脈衝寬度獨立可調。 MOPA光纖雷射的脈衝寬度是任意可調的(範圍從2 ns到500 ns)。脈衝寬度越窄,熱影響區域越小,可以獲得越高的加工精度。調Q光纖雷射的輸出脈衝寬度不可調,輸出脈衝寬度一般固定在80 ns至140 ns的固定值不變。
MOPA光纖雷射具有更寬的重複頻率範圍。 MOPA雷射重複頻率可達到MHz的高頻輸出。高重複頻率意味著高處理效率,MOPA在高重複頻率條件下仍能維持高峰值功率特性。由於Q開關工作條件的限制,Q開關光纖雷射的輸出頻率範圍較窄,高頻只能達到~100 kHz。
應用比較
MOPA之間的應用差異 雷射打標機 和Q開關雷射打標機。

JPT MOPA光纖雷射產生器

銳科調Q光纖雷射產生器
鋁板剝離表面應用
現在,電子產品越來越輕薄,許多手機、平板電腦、電腦都採用了輕薄的氧化鋁作為產品的外殼。採用雷射調Q在薄鋁板上打標導電位,容易導致材料變形,背面產生“凸包”,直接影響外觀。 MOPA雷射的參數脈寬較小,可使材料不易變形,底紋更加細膩亮白。這是由於雷射MOPA使用的脈寬參數可以使雷射在材料上停留的時間變短,並且足夠高的能量可以去除陽極層,因此對於薄鋁板表面剝離陽極處理,MOPA雷射是更好的選擇。
陽極氧化鋁的打黑應用
利用雷射在陽極氧化鋁表面打標出黑色的標記、型號和文字,該應用在近2年逐漸被蘋果、華為、聯想、三星等電子廠商廣泛使用,用於電子產品外殼上打標黑色的商標、型號等。由於具有較寬的脈寬和脈衝頻率調節範圍,MOPA雷射器透過較窄的脈寬和較高的頻率參數可以在材料表面標記出黑色的效果,透過不同的參數組合還可以起到標記出不同灰度的效果。
電子、半導體、ITO 精密加工應用
在電子、半導體、ITO等精密加工中,主要需要用到細線打標。由於調Q雷射結構,無法調節脈寬參數,因此線路很難做到精細。 MOPA雷射可以靈活調整脈衝寬度和頻率參數,不僅可以使線條精細,而且可以解決邊緣不光滑的問題。
除了以上幾種應用案例外,MOPA雷射和調Q雷射還有許多不同的應用,以下是一些典型的應用範例,如下表:
| 應用 | 調Q雷射打標系統 | MOPA雷射打標系統 |
| 鋁板剝離面 | 易成型,粗打標 | 不變形,打標精細 |
| 鋁板黑色打標 | 禁用。 | 透過設定參數可以打標不同的黑色。 |
| 金屬深度標記。 | 粗略標記。 | 精細標記。 |
| 不銹鋼顏色標記。 | 參數設定困難,失焦。 | 透過設定參數來標記不同的顏色。 |
| PC、ABS 塑膠。 | 用黃邊進行粗略標記。 | 光滑無黃邊。 |
| 透光塗料鍵盤。 | 禁用。 | 易於使其透光。 |
| 電子、半導體元件、ITO精密加工。 | 更高的脈衝寬度和功率。 | 可調節脈衝以獲得最佳光斑,並使功率平衡。 |
透過上述介紹的對比,我們可以看出MOPA光纖雷射打標機可以取代調Q 光纖雷射雕刻機 在許多應用中。在一些更高階的應用中,MOPA光纖雷射雕刻機比調Q光纖雷射打標系統更好。
技術參數對比
MOPA與調Q雷射打標機技術參數異同
| 型號 | STJ-30F | STJ-30FM |
| 雷射功率 | 30W | 30W |
| 雷射光源 | 銳科調Q光纖雷射 | JPT MOPA光纖雷射 |
| 脈衝寬度 | 90-120納秒 | 6-250納秒 |
| 功率可調範圍 | 10-100% | 0-100% |
| 脈衝能量 | 1兆焦耳 | 0.5兆焦耳 |
| M2 | <1.5 | <1.3 |
| 抗高反射 | 沒有 | 是 |
| 雷射光束直徑 | 7±1mm | 7±0.5mm |
| 光波長 | 1064nm | |
| 雷射調製方式 | 耦合放大 | |
| 標記區域 | 100 *100mm (200 *200mm 和 300*300mm 供選擇) | |
| 最大打標速度 | 7000mm/s | |
| 標記深度 | 0.01〜0.5mm (根據材料) | |
| 最小線寬 | 0.01mm | |
| 最小標記字符 | 0.2mm | |
| 冷卻方式 | 空氣冷卻 | |
| 電源供應器 | 220V/ 50赫茲 | |
| 雷射指示器 | 紅點指針 | |
| 標記內容 | 文字、圖案、照片 | |
| 作業系統 | Windows 7 或 Windows 8 或 Windows 10 | |
| 雷射軟體 | EZCAD控制軟體 | |
| 支援的圖形格式 | bmp、jpg、gif、tga、png、tif、ai、dxf、dst、plt | |
| 單位功率 | ≤700W | |
了解有關不同光纖雷射打標機的更多信息
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| MOPA光纖雷射打標機 | 調Q光纖雷射打標機 |
摘要
總之,MOPA光纖雷射比調Q光纖雷射雷射參數覆蓋範圍更廣,調整更靈活,應用範圍更全面。在相同功率的情況下,調Q光纖雷射更具成本優勢。因此這2種雷射結構在奈秒脈衝雷射加工應用市場呈現互補狀態。







