深度探討MOPA光纖激光打標機

? ? ? ? 根據目前市面上主要光纖激光打標機的類型，我們常規的把光纖激光打標機分為：調Q光纖激光打標機和MOPA光纖激光打標機，MOPA光纖激光打標機，有時候行業內也稱為——可調脈寬激光打標機。
? ? ? ? 那么，光纖激光器中的調Q技術與MOPA激光器技術的主要區別在哪里呢？
? ? ? ? 目前市面上應用于激光打標的脈沖光纖激光器類型主要包括有調Q技術和MOPA技術這兩種類型。
? ? ? ? MOPA(主控振蕩器的功率放大器 Master Oscillator Power-Amplifier)激光器是指由激光振蕩器與放大器級聯的一種激光器結構。而在工業界，MOPA激光器指代由電脈沖驅動的半導體激光種子源和光纖放大器構成的一種獨特的，更為“智能化”的納秒脈沖光纖激光器。其“智能化”主要體現在輸出脈沖寬度獨立可調(范圍可到2ns-500ns)，且重復頻率可高達兆赫茲（市面上主要的頻率范圍為4000KHz，如果有特殊需求，可以定制頻率范圍）。
? ? ? ? 下面是我們常用的一款MOPA激光器的脈寬和頻率表，大家可以參考，當然，如果你用不到皮秒（ps）的話，可以不定制，價格可以便宜很多很多。

? ? ? ? 調Q光纖激光器的種子源結構是在光纖振蕩腔內插入損耗調制器，通過周期性地調制諧振腔內的光損耗而產生一定脈寬的納秒脈沖光輸出。
? ? ? ? 對于這個常常困擾大家的問題，我們將從激光器的內部結構、輸出光學參數及應用場景三方面做個簡單解析。
? ? ? ? 一、激光器內部結構
? ? ? ? MOPA光纖激光器和調Q光纖激光器內部結構差異主要在于脈沖種子光信號的產生方式不同。
? ? ? ? MOPA光纖激光器脈沖種子光信號是由電脈沖驅動半導體激光芯片產生，即通過驅動電信號調制輸出光信號，因此對于產生不同的脈沖參數（脈寬、重復頻率、脈沖波形以及功率等）有很強的靈活性。
? ? ? ? 調Q光纖激光器的脈沖種子光信號是通過周期性地增大或降低諧振腔內的光損耗而產生脈沖光輸出，結構簡單實用。
MOPA光纖激光器和調Q光纖激光器的內部結構原理示意圖如下：

? ? ? ? 二、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光纖激光器在高重頻條件下仍能保持高峰值功率特性。
? ? ? ? 調Q光纖激光器因受限于Q開關的工作條件，輸出頻率區間較窄，高頻僅可達到20～100 kHz。

? ? ? ? 三、應用場景
? ? ? ? MOPA光纖激光器參數調節范圍廣，因此，除了可以覆蓋常規的納秒激光器的加工應用外，還可以利用其特有的窄脈寬、 高重頻、高峰值功率來實現一些特殊的激光精密加工應用。下面將從市面上的主要應用進行介紹。
? ? ? ? （1）、氧化鋁薄板表面剝除應用
? ? ? ? 現在的的電子產品越做越輕薄，許多的手機、平板、電腦都采用了輕薄的氧化鋁作為產品的外殼。使用調Q激光器在薄鋁板上打標導電位時，容易導致材料變形，背面產生“凸包”，直接影響了外觀的美觀性。而采用MOPA激光器較小脈寬的參數，即能使得材料不易變形，底紋也更加細膩亮白。這是由于MOPA激光器使用了小脈寬參數能讓激光停留在材料的時間變得更短一些，而且又有足夠高的能量可以清除陽極層，所以對于薄氧化鋁板表面剝除陽極的加工，MOPA激光器是更佳的選擇。
? ? ? ? （2）、陽極鋁打黑應用
? ? ? ? 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、小米、OPPO、VIVO、中興、聯想、魅族等電子廠商廣泛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。


? ? ? ? 特別是在醫療器械行業的激光打黑效果，因為這些產品是需要植入人體組織內，對深度要求極高（不能有明顯深度，否則很容易刺傷人體組織的血小管），且必須100%的過鹽霧測試，一旦破壞醫療器械的表面組織，整個產品就必須報廢。MOPA光纖激光打標機在此領域的應用也是一個非常重要的應用。


? ? ? ? （3）、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激光器可以在不銹鋼、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，可大幅度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。


? ? ? ? （4）、電子、半導體、ITO激光精密加工應用
? ? ? ? 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內構原因，無法調節脈寬參數，所以劃的線難以做到極致精細。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，而且邊緣平滑不粗糙。


? ? ? ? 總的來說，MOPA光纖激光器脈寬和頻率均可以獨立可調，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激光打標機的性能特點
? ? ? ? MOPA激光打標機（陽極鋁打黑激光打標機,彩色激光打標機）屬于激光打標機類別，MOPA激光打標機采用直接電調制半導體激光器作為種子源（MOPA）方案的光纖激光器，與調Q光纖激光器相比，MOPA 光纖激光器脈沖頻率和脈沖寬度是獨立可控的，通過兩項激光參數調整搭配，經高速掃描振鏡系統可實現恒定的高峰值功率輸出以及能適用于更廣泛的標刻基材。具有高質量的激光束，使用成本低廉，十萬小時免維護，適用于氧化鋁打黑、304不銹鋼打彩、剝陽極、剝涂層、半導體及電子行業、塑料以及其他敏感材料打標和PVC塑料管材行業，標記出來的圖案字體環保符合ROHS標準。
? ? ? ? MOPA激光打標機適用于金屬及非金屬材料的精細標刻工藝，如數碼產品部件激光刻黑、手機后蓋、IPAD、鋁打黑、手機按鍵、塑膠透光按鍵、電子元器件、集成電路(IC)、電工電器、通訊產品、衛浴潔具、工具配件、刀具、眼鏡鐘表、珠寶首飾、汽車配件、箱包飾扣、炊具 、不銹鋼制品等諸多行業。
? ? ? ? 不過，很多客戶在選擇MOPA激光打標機的時候，期望它的加工速度和普通光纖激光打標機一致或者更高，但是，這個顯著是事與愿違的。這兩種技術是完全不同的技術路線。當雕刻彩色效果的時候，設備需要在極高的頻率下以最小的線寬方式進行加工（填充密度一般是0.001-0.005），這樣才能使得打出彩色效果的分辨率高，但是，因為填充密度這么大的話，勢必就會減慢加工速度。此外，在金屬深雕的激光加工過程中，MOPA激光打標機在效率上是沒有優勢的，但是，在底紋細膩程度上是有優勢的。所以，廣大的客戶在選擇激光打標機的時候，需要先了解這兩種激光器類型的優缺點。以上僅供參考。