Τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί ραγδαία η εφαρμογή των laser παλμικών ινών στον τομέα της σήμανσης με λέιζερ, μεταξύ των οποίων πολύ εκτεταμένες ήταν οι εφαρμογές στους τομείς των ηλεκτρονικών προϊόντων 3C, μηχανημάτων, τροφίμων, συσκευασιών κ.λπ.
Επί του παρόντος, οι τύποι λέιζερ παλμικών ινών που χρησιμοποιούνται στη σήμανση λέιζερ στην αγορά περιλαμβάνουν κυρίως την τεχνολογία Q-switched και την τεχνολογία MOPA.Το λέιζερ MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) αναφέρεται σε μια δομή λέιζερ στην οποία ένας ταλαντωτής λέιζερ και ένας ενισχυτής βρίσκονται σε καταρράκτη.Στη βιομηχανία, το λέιζερ MOPA αναφέρεται σε ένα μοναδικό και πιο «έξυπνο» λέιζερ παλμικών ινών νανοδευτερόλεπτου που αποτελείται από μια πηγή σπόρων λέιζερ ημιαγωγών που οδηγείται από ηλεκτρικούς παλμούς και έναν ενισχυτή ινών.Η «ευφυΐα» του αντανακλάται κυρίως στο ότι το πλάτος του παλμού εξόδου είναι ανεξάρτητα ρυθμιζόμενο (εύρος 2ns-500ns) και η συχνότητα επανάληψης μπορεί να είναι τόσο υψηλή όσο megahertz.Η δομή της πηγής σποράς του λέιζερ ινών με μεταγωγή Q είναι να εισάγει έναν διαμορφωτή απώλειας στην κοιλότητα του ταλαντωτή ινών, ο οποίος παράγει μια έξοδο φωτός παλμού νανοδευτερόλεπτου με ένα ορισμένο πλάτος παλμού ρυθμίζοντας περιοδικά την οπτική απώλεια στην κοιλότητα.
Η εσωτερική δομή του λέιζερ
Η διαφορά εσωτερικής δομής μεταξύ του λέιζερ ινών MOPA και του λέιζερ ινών με μεταγωγή Q έγκειται κυρίως στις διαφορετικές μεθόδους παραγωγής παλμικού σήματος φωτός.Το οπτικό σήμα σποράς παλμικού λέιζερ ινών MOPA παράγεται από το τσιπ λέιζερ ημιαγωγού ηλεκτρικού παλμού, δηλαδή το οπτικό σήμα εξόδου διαμορφώνεται από το ηλεκτρικό σήμα οδήγησης, επομένως είναι πολύ ισχυρό για τη δημιουργία διαφορετικών παραμέτρων παλμού (πλάτος παλμού, συχνότητα επανάληψης , κυματομορφή και ισχύς παλμού, κ.λπ.) Ευελιξία.Το οπτικό σήμα παλμικού σπόρου του λέιζερ ινών με μεταγωγή Q παράγει παλμική έξοδο φωτός αυξάνοντας ή μειώνοντας περιοδικά την οπτική απώλεια στην κοιλότητα συντονισμού, με απλή δομή και πλεονέκτημα τιμής.Ωστόσο, λόγω της επιρροής των συσκευών μεταγωγής Q, οι παράμετροι παλμού έχουν ορισμένους περιορισμούς.
Οπτικές παράμετροι εξόδου
Το πλάτος παλμού εξόδου λέιζερ ινών MOPA ρυθμίζεται ανεξάρτητα.Το πλάτος παλμού του λέιζερ ινών MOPA έχει οποιαδήποτε δυνατότητα συντονισμού (εύρος 2ns έως 500 ns).Όσο στενότερο είναι το πλάτος του παλμού, τόσο μικρότερη είναι η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και μπορεί να επιτευχθεί μεγαλύτερη ακρίβεια επεξεργασίας.Το πλάτος του παλμού εξόδου του λέιζερ ινών με μεταγωγή Q δεν είναι ρυθμιζόμενο και το πλάτος παλμού είναι γενικά σταθερό σε μια συγκεκριμένη σταθερή τιμή μεταξύ 80 ns και 140 ns.Το λέιζερ ινών MOPA έχει μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων επανάληψης.Η επανασυχνότητα του λέιζερ MOPA μπορεί να φτάσει την έξοδο υψηλής συχνότητας των MHz.Υψηλή συχνότητα επανάληψης σημαίνει υψηλή απόδοση επεξεργασίας και το MOPA μπορεί ακόμα να διατηρεί χαρακτηριστικά υψηλής ισχύος αιχμής υπό συνθήκες υψηλής συχνότητας επανάληψης.Το λέιζερ ινών με μεταγωγή Q περιορίζεται από τις συνθήκες εργασίας του διακόπτη Q, επομένως το εύρος συχνοτήτων εξόδου είναι στενό και η υψηλή συχνότητα μπορεί να φτάσει μόνο τα ~100 kHz.
Σενάριο εφαρμογής
Το λέιζερ ινών MOPA έχει μεγάλο εύρος ρύθμισης παραμέτρων.Επομένως, εκτός από την κάλυψη των εφαρμογών επεξεργασίας των συμβατικών λέιζερ νανοδευτερόλεπτων, μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει το μοναδικό στενό πλάτος παλμού, τη υψηλή συχνότητα επανάληψης και την υψηλή ισχύ αιχμής για να επιτύχει μερικές μοναδικές εφαρμογές επεξεργασίας ακριβείας.όπως:
1.Εφαρμογή απογύμνωσης επιφάνειας φύλλου οξειδίου του αλουμινίου
Τα σημερινά ηλεκτρονικά προϊόντα γίνονται πιο λεπτά και ελαφρύτερα.Πολλά κινητά τηλέφωνα, tablet και υπολογιστές χρησιμοποιούν λεπτό και ελαφρύ οξείδιο του αλουμινίου ως κέλυφος προϊόντος.Όταν χρησιμοποιείτε λέιζερ με μεταγωγή Q για τη σήμανση αγώγιμων θέσεων σε μια λεπτή πλάκα αλουμινίου, είναι εύκολο να προκληθεί παραμόρφωση του υλικού, με αποτέλεσμα «κυρτές γάστρες» στο πίσω μέρος, επηρεάζοντας άμεσα την αισθητική της εμφάνισης.Η χρήση των παραμέτρων μικρότερου πλάτους παλμού του λέιζερ MOPA μπορεί να κάνει το υλικό να μην παραμορφώνεται εύκολα και η σκίαση είναι πιο λεπτή και φωτεινότερη.Αυτό συμβαίνει επειδή το λέιζερ MOPA χρησιμοποιεί μια παράμετρο μικρού πλάτους παλμού για να κάνει το λέιζερ να παραμείνει στο υλικό μικρότερο και έχει αρκετή ενέργεια για να αφαιρέσει το στρώμα ανόδου, έτσι για την επεξεργασία της απογύμνωσης της ανόδου στην επιφάνεια του λεπτού οξειδίου του αλουμινίου πλάκα, τα λέιζερ MOPA είναι καλύτερη επιλογή.
2.Εφαρμογή μαυρίσματος ανοδιωμένου αλουμινίου
Χρησιμοποιώντας λέιζερ για τη σήμανση μαύρων εμπορικών σημάτων, μοντέλων, κειμένων κ.λπ. στην επιφάνεια των υλικών ανοδιωμένου αλουμινίου, αντί της παραδοσιακής τεχνολογίας inkjet και μεταξοτυπίας, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στα κελύφη των ηλεκτρονικών ψηφιακών προϊόντων.
Επειδή το λέιζερ παλμικής ίνας MOPA έχει μεγάλο εύρος πλάτους παλμού και εύρος προσαρμογής συχνότητας επανάληψης, η χρήση στενού πλάτους παλμού και παραμέτρων υψηλής συχνότητας μπορεί να σημαδέψει την επιφάνεια του υλικού με μαύρο εφέ.Διαφορετικοί συνδυασμοί παραμέτρων μπορούν επίσης να επισημάνουν διαφορετικά επίπεδα γκρι.αποτέλεσμα.
Ως εκ τούτου, έχει μεγαλύτερη επιλεκτικότητα για τα αποτελέσματα της διαδικασίας διαφορετικού μαύρου χρώματος και αίσθησης χεριού και είναι η προτιμώμενη πηγή φωτός για το μαύρισμα ανοδιωμένου αλουμινίου στην αγορά.Η σήμανση πραγματοποιείται σε δύο λειτουργίες: λειτουργία κουκκίδας και προσαρμοσμένη ισχύς κουκκίδων.Προσαρμόζοντας την πυκνότητα των κουκκίδων, μπορούν να προσομοιωθούν διαφορετικά εφέ κλίμακας του γκρι και να σημειωθούν προσαρμοσμένες φωτογραφίες και εξατομικευμένες χειροτεχνίες στην επιφάνεια του ανοδιωμένου υλικού αλουμινίου.
3.Έγχρωμη σήμανση λέιζερ
Στην εφαρμογή χρώματος από ανοξείδωτο χάλυβα, το λέιζερ απαιτείται να λειτουργεί με μικρά και μεσαία πλάτη παλμών και υψηλές συχνότητες.Η αλλαγή χρώματος επηρεάζεται κυρίως από τη συχνότητα και την ισχύ.Η διαφορά σε αυτά τα χρώματα επηρεάζεται κυρίως από την ενέργεια ενός παλμού του ίδιου του λέιζερ και τον ρυθμό επικάλυψης του σημείου του στο υλικό.Επειδή το πλάτος και η συχνότητα του παλμού του λέιζερ MOPA ρυθμίζονται ανεξάρτητα, η προσαρμογή ενός από αυτά δεν θα επηρεάσει τις άλλες παραμέτρους.Συνεργάζονται μεταξύ τους για να επιτύχουν ποικίλες δυνατότητες, οι οποίες δεν μπορούν να επιτευχθούν με ένα λέιζερ με μεταγωγή Q.Σε πρακτικές εφαρμογές, προσαρμόζοντας το πλάτος, τη συχνότητα, την ισχύ, την ταχύτητα, τη μέθοδο πλήρωσης, την απόσταση πλήρωσης και άλλες παραμέτρους, μεταθέτοντας και συνδυάζοντας διαφορετικές παραμέτρους, μπορείτε να επισημάνετε περισσότερα από τα χρωματικά εφέ του, πλούσια και ευαίσθητα χρώματα.Σε επιτραπέζια σκεύη, ιατρικό εξοπλισμό και χειροτεχνήματα από ανοξείδωτο χάλυβα, μπορούν να επισημανθούν υπέροχα λογότυπα ή σχέδια για να παίξουν ένα όμορφο διακοσμητικό αποτέλεσμα.
Γενικά, το πλάτος και η συχνότητα παλμού του λέιζερ ινών MOPA ρυθμίζονται ανεξάρτητα και το εύρος παραμέτρων προσαρμογής είναι μεγάλο, επομένως η επεξεργασία είναι καλή, το θερμικό αποτέλεσμα είναι χαμηλό και έχει εξαιρετικά πλεονεκτήματα στη σήμανση φύλλου οξειδίου αλουμινίου, ανοδιωμένο αλουμίνιο μαύρισμα και χρωματισμός από ανοξείδωτο χάλυβα.Συνειδητοποιήστε το αποτέλεσμα που δεν μπορεί να επιτύχει το λέιζερ ινών με μεταγωγή Q Το λέιζερ ινών με μεταγωγή Q χαρακτηρίζεται από ισχυρή ισχύ σήμανσης, η οποία έχει ορισμένα πλεονεκτήματα στην επεξεργασία βαθιάς χάραξης μετάλλων, αλλά το αποτέλεσμα σήμανσης είναι σχετικά τραχύ.Σε κοινές εφαρμογές σήμανσης, τα λέιζερ παλμικών ινών MOPA συγκρίνονται με τα λέιζερ ινών με μεταγωγή Q και τα κύρια χαρακτηριστικά τους φαίνονται στον παρακάτω πίνακα.Οι χρήστες μπορούν να επιλέξουν το σωστό λέιζερ σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες υλικών σήμανσης και εφέ.
Το πλάτος και η συχνότητα του παλμού λέιζερ ινών MOPA ρυθμίζονται ανεξάρτητα και το εύρος παραμέτρων προσαρμογής είναι μεγάλο, επομένως η επεξεργασία είναι καλή, το θερμικό αποτέλεσμα είναι χαμηλό και έχει εξαιρετικά πλεονεκτήματα στη σήμανση φύλλου οξειδίου αλουμινίου, μαύρισμα από ανοδιωμένο αλουμίνιο, χρωματισμό από ανοξείδωτο χάλυβα, και συγκόλληση λαμαρίνας.Το αποτέλεσμα που δεν μπορεί να επιτύχει το λέιζερ ινών με μεταγωγή Q.Το λέιζερ ινών με μεταγωγή Q χαρακτηρίζεται από ισχυρή ισχύ σήμανσης, η οποία έχει ορισμένα πλεονεκτήματα στην επεξεργασία βαθιάς χάραξης μετάλλων, αλλά το αποτέλεσμα σήμανσης είναι σχετικά τραχύ.
Γενικά, τα λέιζερ ινών MOPA μπορούν σχεδόν να αντικαταστήσουν τα λέιζερ ινών με μεταγωγή Q σε εφαρμογές σήμανσης και συγκόλλησης με λέιζερ υψηλής ποιότητας.Στο μέλλον, η ανάπτυξη των λέιζερ ινών MOPA θα λάβει ως κατεύθυνση μικρότερα πλάτη παλμών και υψηλότερες συχνότητες, και ταυτόχρονα θα βαδίσει προς υψηλότερη ισχύ και υψηλότερη ενέργεια, θα συνεχίσει να ανταποκρίνεται στις νέες απαιτήσεις της λεπτής επεξεργασίας υλικού λέιζερ και θα συνεχίσει να αναπτύσσονται όπως η αφυδάτωση με λέιζερ και το lidar.Και άλλες νέες περιοχές εφαρμογής.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-18-2021
