Dalam beberapa tahun terakhir, penerapan laser serat berdenyut di bidang penandaan laser telah berkembang pesat, di antaranya aplikasi di bidang produk 3C elektronik, mesin, makanan, kemasan, dll. Sangat luas.
Saat ini, jenis laser serat berdenyut yang digunakan dalam penandaan laser di pasaran terutama mencakup teknologi Q-switched dan teknologi MOPA.Laser MOPA (Master Oscillator Power-Amplifier) mengacu pada struktur laser di mana osilator laser dan amplifier mengalir.Dalam industri, laser MOPA mengacu pada laser serat pulsa nanodetik yang unik dan lebih "cerdas" yang terdiri dari sumber biji laser semikonduktor yang digerakkan oleh pulsa listrik dan penguat serat."Kecerdasan" -nya terutama tercermin dalam lebar pulsa keluaran yang dapat disesuaikan secara independen (kisaran 2ns-500ns), dan frekuensi pengulangan dapat setinggi megahertz.Struktur sumber benih dari laser serat Q-switched adalah memasukkan modulator kerugian ke dalam rongga osilator serat, yang menghasilkan keluaran cahaya pulsa nanodetik dengan lebar pulsa tertentu dengan memodulasi kehilangan optik secara berkala di rongga.
Struktur internal laser
Perbedaan struktur internal antara laser serat MOPA dan laser serat Q-switched terutama terletak pada metode pembangkitan yang berbeda dari sinyal cahaya biji pulsa.Sinyal optik biji pulsa laser serat MOPA dihasilkan oleh chip laser semikonduktor penggerak pulsa listrik, yaitu, sinyal optik keluaran dimodulasi oleh sinyal listrik penggerak, sehingga sangat kuat untuk menghasilkan parameter pulsa yang berbeda (lebar pulsa, frekuensi pengulangan , gelombang pulsa dan daya, dll.) Fleksibilitas.Sinyal optik benih pulsa dari laser serat Q-switched menghasilkan keluaran cahaya berdenyut dengan meningkatkan atau mengurangi kehilangan optik secara berkala di rongga resonansi, dengan struktur sederhana dan keunggulan harga.Namun, karena pengaruh perangkat Q-switching, parameter pulsa memiliki batasan tertentu.
Parameter optik keluaran
Lebar pulsa keluaran laser serat MOPA dapat disesuaikan secara independen.Lebar pulsa laser serat MOPA memiliki tunability (kisaran 2ns～500ns).Semakin sempit lebar pulsa, semakin kecil zona yang terkena panas, dan akurasi pemrosesan yang lebih tinggi dapat diperoleh.Lebar pulsa keluaran dari laser serat Q-switched tidak dapat disesuaikan, dan lebar pulsa umumnya konstan pada nilai tetap tertentu antara 80 ns dan 140 ns.Laser serat MOPA memiliki rentang frekuensi pengulangan yang lebih luas.Frekuensi ulang laser MOPA dapat mencapai output frekuensi tinggi MHz.Frekuensi pengulangan yang tinggi berarti efisiensi pemrosesan yang tinggi, dan MOPA masih dapat mempertahankan karakteristik daya puncak yang tinggi di bawah kondisi frekuensi pengulangan yang tinggi.Laser serat Q-switched dibatasi oleh kondisi kerja sakelar Q, sehingga rentang frekuensi output sempit, dan frekuensi tinggi hanya dapat mencapai ~100 kHz.
Skenario aplikasi
Laser serat MOPA memiliki rentang penyesuaian parameter yang luas.Oleh karena itu, selain mencakup aplikasi pemrosesan laser nanodetik konvensional, ia juga dapat menggunakan lebar pulsa uniknya yang sempit, frekuensi pengulangan yang tinggi, dan daya puncak yang tinggi untuk mencapai beberapa aplikasi pemrosesan presisi yang unik.seperti:
1.Aplikasi pengupasan permukaan lembaran aluminium oksida
Produk elektronik saat ini menjadi lebih tipis dan lebih ringan.Banyak ponsel, tablet, dan komputer menggunakan aluminium oksida tipis dan ringan sebagai cangkang produk.Saat menggunakan laser Q-switched untuk menandai posisi konduktif pada pelat aluminium tipis, mudah menyebabkan deformasi material, yang mengakibatkan "lambung cembung" di bagian belakang, yang secara langsung memengaruhi estetika penampilan.Penggunaan parameter lebar pulsa yang lebih kecil dari laser MOPA dapat membuat material tidak mudah berubah bentuk, dan bayangannya lebih halus dan lebih cerah.Hal ini karena laser MOPA menggunakan parameter lebar pulsa yang kecil untuk membuat laser bertahan pada material lebih pendek, dan memiliki energi yang cukup tinggi untuk menghilangkan lapisan anoda, sehingga untuk proses pengupasan anoda pada permukaan aluminium oksida tipis piring, Laser MOPA adalah pilihan yang lebih baik.
2. Aplikasi penghitam aluminium anodized
Menggunakan laser untuk menandai merek dagang hitam, model, teks, dll. Pada permukaan bahan aluminium anodized, alih-alih teknologi layar inkjet dan sutra tradisional, telah banyak digunakan pada cangkang produk digital elektronik.
Karena laser serat berdenyut MOPA memiliki lebar pulsa lebar dan rentang penyesuaian frekuensi pengulangan, penggunaan lebar pulsa sempit dan parameter frekuensi tinggi dapat menandai permukaan material dengan efek hitam.Kombinasi parameter yang berbeda juga dapat menandai tingkat abu-abu yang berbeda.memengaruhi.
Oleh karena itu, ia memiliki lebih banyak selektivitas untuk efek proses dari kegelapan dan perasaan tangan yang berbeda, dan merupakan sumber cahaya pilihan untuk menghitamkan aluminium anodized di pasaran.Penandaan dilakukan dalam dua mode: mode titik dan daya titik yang disesuaikan.Dengan menyesuaikan kerapatan titik, efek skala abu-abu yang berbeda dapat disimulasikan, dan foto yang disesuaikan serta kerajinan yang dipersonalisasi dapat ditandai pada permukaan bahan aluminium anodized.
3. Penandaan laser warna
Dalam aplikasi warna baja tahan karat, laser diharuskan bekerja dengan lebar pulsa kecil dan sedang serta frekuensi tinggi.Perubahan warna terutama dipengaruhi oleh frekuensi dan daya.Perbedaan warna-warna ini terutama dipengaruhi oleh energi pulsa tunggal dari laser itu sendiri dan tingkat tumpang tindih titiknya pada material.Karena lebar pulsa dan frekuensi laser MOPA dapat disesuaikan secara independen, menyesuaikan salah satunya tidak akan memengaruhi parameter lainnya.Mereka bekerja sama satu sama lain untuk mencapai berbagai kemungkinan, yang tidak dapat dicapai oleh laser Q-switched.Dalam aplikasi praktis, dengan menyesuaikan lebar pulsa, frekuensi, daya, kecepatan, metode pengisian, jarak pengisian dan parameter lainnya, mengatur ulang dan menggabungkan parameter yang berbeda, Anda dapat menandai lebih banyak efek warnanya, warna yang kaya dan lembut.Pada peralatan makan stainless steel, peralatan medis, dan kerajinan tangan, logo atau pola cantik dapat ditandai untuk memainkan efek dekoratif yang indah.
Secara umum, lebar pulsa dan frekuensi laser serat MOPA dapat disesuaikan secara independen, dan rentang parameter penyesuaiannya besar, sehingga pemrosesannya baik-baik saja, efek termalnya rendah, dan memiliki keunggulan luar biasa dalam penandaan lembaran aluminium oksida, aluminium anodized menghitam, dan pewarnaan stainless steel.Sadarilah efek yang tidak dapat dicapai oleh laser serat Q-switched Laser serat Q-switched dicirikan oleh kekuatan penandaan yang kuat, yang memiliki keunggulan tertentu dalam pemrosesan ukiran logam yang dalam, tetapi efek penandaannya relatif kasar.Dalam aplikasi penandaan umum, laser serat berdenyut MOPA dibandingkan dengan laser serat Q-switched, dan fitur utamanya ditunjukkan pada tabel berikut.Pengguna dapat memilih laser yang tepat sesuai dengan kebutuhan sebenarnya dari bahan dan efek penandaan.
Lebar dan frekuensi pulsa laser serat MOPA dapat disesuaikan secara independen, dan rentang parameter penyesuaiannya besar, sehingga pemrosesannya baik-baik saja, efek termalnya rendah, dan memiliki keunggulan luar biasa dalam penandaan lembaran aluminium oksida, penghitaman aluminium anodized, pewarnaan baja tahan karat, dan pengelasan lembaran logam.Efek yang tidak dapat dicapai oleh laser serat Q-switched.Laser serat Q-switched dicirikan oleh kekuatan penandaan yang kuat, yang memiliki keunggulan tertentu dalam pemrosesan ukiran logam yang dalam, tetapi efek penandaannya relatif kasar.
Secara umum, laser serat MOPA hampir dapat menggantikan laser serat Q-switched dalam aplikasi penandaan dan pengelasan kelas atas laser.Di masa depan, pengembangan laser serat MOPA akan menggunakan lebar pulsa yang lebih sempit dan frekuensi yang lebih tinggi sebagai arahnya, dan pada saat yang sama bergerak menuju daya yang lebih tinggi dan energi yang lebih tinggi, terus memenuhi persyaratan baru pemrosesan halus bahan laser, dan terus berlanjut berkembang seperti laser derusting dan lidar.Dan area aplikasi baru lainnya.
Waktu posting: Jul-18-2021
