光纖激光器中調Q技術與MOPA技術的區別

       目前(qian)市面上應用(yong)于激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)打標的(de)(de)(de)脈(mo)沖(chong)(chong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)類型主(zhu)要包括(kuo)有調(diao)(diao)(diao)Q技術和MOPA技術這兩種類型。MOPA(主(zhu)控振(zhen)蕩(dang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)功率(lv)放大器(qi)(qi) Master Oscillator Power-Amplifier)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)是(shi)指(zhi)由激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)振(zhen)蕩(dang)器(qi)(qi)與放大器(qi)(qi)級聯的(de)(de)(de)一種激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)結構(gou)。而(er)在(zai)(zai)(zai)工業界(jie)，MOPA激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)指(zhi)代由電脈(mo)沖(chong)(chong)驅動的(de)(de)(de)半導(dao)體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)種子(zi)源和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖放大器(qi)(qi)構(gou)成的(de)(de)(de)一種獨(du)特(te)的(de)(de)(de)，更為“智(zhi)能(neng)化”的(de)(de)(de)納(na)秒脈(mo)沖(chong)(chong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)。其“智(zhi)能(neng)化”主(zhu)要體(ti)現在(zai)(zai)(zai)輸(shu)出脈(mo)沖(chong)(chong)寬度獨(du)立可調(diao)(diao)(diao)(范(fan)圍可到(dao)2ns-500ns)，且重復頻率(lv)可高達兆(zhao)赫茲。調(diao)(diao)(diao)Q光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)種子(zi)源結構(gou)是(shi)在(zai)(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖振(zhen)蕩(dang)腔(qiang)內插入損(sun)耗調(diao)(diao)(diao)制(zhi)器(qi)(qi)，通過周期性地調(diao)(diao)(diao)制(zhi)諧振(zhen)腔(qiang)內的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)損(sun)耗而(er)產(chan)生(sheng)一定脈(mo)寬的(de)(de)(de)納(na)秒脈(mo)沖(chong)(chong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輸(shu)出。對(dui)于這個(ge)常常困擾大家的(de)(de)(de)問題，我們將(jiang)從(cong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)內部(bu)結構(gou)、輸(shu)出光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)參數及應用(yong)場景三方面做個(ge)簡單解(jie)析(xi)。

激光器內部結構

       MOPA光(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)器(qi)和調Q光(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)器(qi)內(nei)部(bu)結(jie)構差異主要在于(yu)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)種子(zi)光(guang)信號的(de)(de)產生(sheng)方式不(bu)同。MOPA光(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)器(qi)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)種子(zi)光(guang)信號是(shi)由電脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)驅(qu)動半導體激(ji)光(guang)芯片(pian)產生(sheng)，即(ji)通過(guo)驅(qu)動電信號調制(zhi)輸出(chu)光(guang)信號，因此對于(yu)產生(sheng)不(bu)同的(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)參數(shu)（脈(mo)(mo)寬、重(zhong)復頻(pin)率(lv)、脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)波形以(yi)及功率(lv)等(deng)）有(you)很強的(de)(de)靈(ling)活性(xing)。調Q光(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)種子(zi)光(guang)信號是(shi)通過(guo)周(zhou)期性(xing)地增大(da)或降低諧(xie)振腔內(nei)的(de)(de)光(guang)損(sun)耗而產生(sheng)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)光(guang)輸出(chu)，結(jie)構簡單，更具有(you)價(jia)格優(you)勢。但(dan)受調Q器(qi)件等(deng)影響，脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)參數(shu)有(you)一(yi)定的(de)(de)限制(zhi)。

MOPA光(guang)纖激光(guang)器和調Q光(guang)纖激光(guang)器的內部(bu)結構原理示意圖(tu)如下：

MOPA和調Q光(guang)纖(xian)激光(guang)器(qi)結構原理示意(yi)圖(tu)

輸出光學參數

       MOPA 光纖 激光器輸出脈沖寬度獨立可調 。MOPA光纖激光器的脈沖寬度具有任意可調諧性（范圍為2ns～500 ns）。脈寬越窄，熱影響區域越小，可以得到更高的加工精度。調Q光纖激光器輸出脈寬不可調，脈寬一般輸出在80 ns～140 ns某一固定值不變。MOPA 光纖激光器重復頻率范圍更寬。 MOPA激光器重頻可達到MHz的高頻輸出。高重頻意味著高加工效率，且MOPA在高重頻條件下仍能保持高峰值功率特性。調Q光纖激光因受限于Q開關的工作條件，輸出頻率區間較窄，高頻僅可達到～100 kHz。

MOPA光纖激光器與(yu)調(diao)Q光纖激光器光學(xue)參數對比

應用場景

       MOPA光(guang)纖激(ji)光(guang)器參數調節范圍廣，因此，除(chu)了可以覆(fu)蓋常規(gui)的(de)(de)納秒激(ji)光(guang)器的(de)(de)加(jia)工(gong)應(ying)用外(wai)，還可以利(li)用其特有(you)的(de)(de) 窄脈(mo)寬、 高重頻(pin)、高峰值功率來實現一(yi)些獨特的(de)(de)精密加(jia)工(gong)應(ying)用。比(bi)如：

氧化鋁薄板表(biao)面剝(bo)除應用

       現在(zai)的的電子產品越(yue)做越(yue)輕薄(bo)，許多(duo)的手機、平板(ban)、電腦都(dou)采用(yong)了(le)輕薄(bo)的氧化(hua)鋁作為產品的外殼。使(shi)用(yong)調Q激光(guang)(guang)器(qi)(qi)在(zai)薄(bo)鋁板(ban)上打標導(dao)電位時(shi)，容易導(dao)致材料變(bian)(bian)形，背面產生“凸包”，直(zhi)接影(ying)響了(le)外觀的美觀性。而采用(yong)MOPA激光(guang)(guang)器(qi)(qi)較小脈寬的參數，即能(neng)(neng)使(shi)得(de)材料不(bu)易變(bian)(bian)形，底紋也更加細膩(ni)亮(liang)白。這是(shi)由于(yu)MOPA激光(guang)(guang)器(qi)(qi)使(shi)用(yong)了(le)小脈寬參數能(neng)(neng)讓激光(guang)(guang)停留在(zai)材料的時(shi)間變(bian)(bian)得(de)更短(duan)一些，而且又有(you)足(zu)夠高(gao)的能(neng)(neng)量可(ke)以(yi)清除陽極(ji)層(ceng)，所以(yi)對于(yu)薄(bo)氧化(hua)鋁板(ban)表面剝除陽極(ji)的加工，MOPA激光(guang)(guang)器(qi)(qi)是(shi)更佳的選擇。

陽極氧化鋁打黑應用

       使用激光在陽極氧化鋁材料表面標刻出黑色的商標、型號、文字等，這種應用在最近兩年中逐漸被蘋果、華為、中興、聯想、魅族等電子廠商廣泛的用于電子產品的外殼上，用于標刻黑色印記的商標、型號等。而對于這類應用，目前都只有MOPA激光器可以對其加工。由于MOPA激光器擁有寬廣的脈沖寬度和脈沖頻率調節范圍，采用窄脈寬、高頻率的參數可以在材料表面打標出黑色的效果，通過不同的參數組合還可以打標出不同灰度的效果。

彩色激光打標

       彩色激光打標是新型的激光打標工藝。目前這項技術暫時只有MOPA激光器在不銹鋼、鉻、鈦等金屬材料上打標出彩色圖案。在對不銹鋼 材料打彩色時，可以通過調整激光束來改變材料的表面層的顏色變化，從而獲得色彩不同的裝飾效果，對不銹鋼制品行業來說，可添加標記圖案的色彩，可隨心所欲編輯各種文字圖案，方便易操作：環保無污染；標記速度快，可大幅面提升不銹鋼制品的產品附加值，增強不銹鋼制品的市場競爭力。為產品增加附加值。

電子(zi)、半導體、ITO精密加工應用(yong)

       在電子、半導體以及ＩＴＯ等精密加工中，很多時候需要用到精細的劃線應用。調Ｑ激光器由于它的本身架構原因，無法調節脈寬參數，所以劃的線難以做到精細。而ＭＯＰＡ激光器由于可以靈活的調節脈寬、頻率參數，不僅可以使得劃的線精細，而且邊緣顯得平滑不會粗糙。

       總的來說，MOPA光纖激光器脈寬和頻率獨立可調，且調節參數范圍大，因此加工精細，熱效應低，在氧化鋁薄板標刻、陽極氧化鋁打黑、不銹鋼打彩等方面優勢突出，可以實現調Q光纖激光器所不能達到的效果。而調Q光纖激光器特點在于標刻力度較強，在金屬的深雕加工中有一定的優勢，但標刻效果較為粗糙。在常見的標刻應用領域中，MOPA脈沖光纖激光器與調Q光纖激光器相比較，其主要特點如下表所示。用戶可根據對標刻材料和效果的實際需要，正確選用合適的激光器。

MOPA激(ji)光打標機的(de)性能(neng)特點

       MOPA激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打標(biao)(biao)機（鋁打黑激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打標(biao)(biao)機,彩(cai)色激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打標(biao)(biao)機）屬(shu)于激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打標(biao)(biao)機類別，MOPA激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)打標(biao)(biao)機采用直接電調(diao)制半導(dao)體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)作為種子(zi)源（MOPA）方案的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)，與調(diao)Q光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)相比，MOPA 光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)脈沖(chong)頻率和(he)脈沖(chong)寬度是獨立可控的(de)(de)(de)，通過兩項激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)參數(shu)調(diao)整搭配，經高(gao)速掃(sao)描振鏡系統(tong)可實現(xian)恒定的(de)(de)(de)高(gao)峰值功率輸出以(yi)及能適用于更廣泛的(de)(de)(de)標(biao)(biao)刻基(ji)材(cai)。具有高(gao)質(zhi)量的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)，使用成本低廉，十萬小時免維護，適用于氧(yang)化鋁打黑、304不銹鋼打彩(cai)、剝陽極(ji)、剝涂層、半導(dao)體(ti)(ti)及電子(zi)行(xing)業(ye)、塑(su)料(liao)以(yi)及其他敏(min)感材(cai)料(liao)打標(biao)(biao)和(he)PVC塑(su)料(liao)管材(cai)行(xing)業(ye)，標(biao)(biao)記出來(lai)的(de)(de)(de)圖(tu)案字體(ti)(ti)環保符合(he)ROHS標(biao)(biao)準。

       相(xiang)比較一般的激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)(biao)機(ji)(ji)，MOPA激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)(biao)機(ji)(ji)M1的脈寬(kuan)4-200ns，M6的脈寬(kuan)2-200ns。普通(tong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)(biao)機(ji)(ji)的脈寬(kuan)是118-126ns，由此可以(yi)看出(chu)MOPA激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)(biao)機(ji)(ji)的脈寬(kuan)可調節的范圍更廣，因此也就(jiu)理解為什么有(you)些產品普通(tong)光(guang)纖激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)(biao)機(ji)(ji)打(da)(da)不出(chu)的效果，但是MOPA的激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)(biao)機(ji)(ji)可以(yi)做到。

       不過(guo)，很多(duo)客戶在(zai)采購(gou)MOPA激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)機(ji)(ji)時(shi)，期望它(ta)的(de)(de)加工(gong)速(su)度(du)和(he)普(pu)通光(guang)纖激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)機(ji)(ji)一樣，但(dan)(dan)(dan)這(zhe)顯(xian)然事與(yu)愿違。這(zhe)兩種技(ji)術(shu)是不同的(de)(de)，當雕刻彩(cai)色效果(guo)時(shi)，機(ji)(ji)器需(xu)要(yao)在(zai)高頻(pin)下以最小(xiao)的(de)(de)陰(yin)影效果(guo)進(jin)行標(biao)記，這(zhe)使得雕刻的(de)(de)分(fen)辨率高，但(dan)(dan)(dan)同時(shi)雕刻速(su)度(du)相對緩慢許多(duo)。此外，在(zai)金屬深度(du)雕刻上(shang)，MOPA激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)機(ji)(ji)可(ke)能沒有(you)優勢，因為單脈沖能量(liang)上(shang)沒有(you)優勢，但(dan)(dan)(dan)是效果(guo)細膩方面(mian)來說又(you)比一般(ban)的(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)機(ji)(ji)好上(shang)一大截。所以，客戶在(zai)選(xuan)擇購(gou)買(mai)MOPA激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)機(ji)(ji)前，需(xu)要(yao)先了解這(zhe)類激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)機(ji)(ji)的(de)(de)優缺點。

       MOPA激光打標機適用(yong)于(yu)金屬及非金屬材料(liao)的精細(xi)標刻工藝(yi)，如數碼(ma)產(chan)品部件(jian)激光刻黑、手機后蓋、IPAD、鋁打黑、手機按鍵(jian)、塑膠透光按鍵(jian)、電(dian)子(zi)元器件(jian)、集成電(dian)路(IC)、電(dian)工電(dian)器、通訊(xun)產(chan)品、衛浴(yu)潔具(ju)、工具(ju)配件(jian)、刀具(ju)、眼鏡(jing)鐘表(biao)、珠(zhu)寶(bao)首飾(shi)、汽車配件(jian)、箱包飾(shi)扣、炊具(ju) 、不銹鋼制品等諸多行業。