光纖激光器中調Q技術與MOPA技術的區別

　　目前市麵上應用於(yu) 激光打標的脈衝(chong) 光纖激光器類型主要包括有調Q技術和MOPA技術這兩(liang) 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(yu) 放大器級聯的一種激光器結構。而在工業(ye) 界，MOPA激光器指代由電脈衝(chong) 驅動的半導體(ti) 激光種子源和光纖放大器構成的一種獨特的，更為(wei) “智能化”的納秒脈衝(chong) 光纖激光器。其“智能化”主要體(ti) 現在輸出脈衝(chong) 寬度獨立可調(範圍可到2ns-500ns)，且重複頻率可高達兆赫茲(zi) 。調Q光纖激光器的種子源結構是在光纖振蕩腔內(nei) 插入損耗調製器，通過周期性地調製諧振腔內(nei) 的光損耗而產(chan) 生一定脈寬的納秒脈衝(chong) 光輸出。對於(yu) 這個(ge) 常常困擾大家的問題，我們(men) 將從(cong) 激光器內(nei) 部結構、輸出光學參數及應用場景三方麵做個(ge) 簡單解析。

　　激光器內(nei) 部結構

　　MOPA光纖激光器和調Q光纖激光器內(nei) 部結構差異主要在於(yu) 脈衝(chong) 種子光信號的產(chan) 生方式不同。MOPA光纖激光器脈衝(chong) 種子光信號是由電脈衝(chong) 驅動半導體(ti) 激光芯片產(chan) 生，即通過驅動電信號調製輸出光信號，因此對於(yu) 產(chan) 生不同的脈衝(chong) 參數（脈寬、重複頻率、脈衝(chong) 波形以及功率等）有很強的靈活性。調Q光纖激光器的脈衝(chong) 種子光信號是通過周期性地增大或降低諧振腔內(nei) 的光損耗而產(chan) 生脈衝(chong) 光輸出，結構簡單，更具有價(jia) 格優(you) 勢。但受調Q器件等影響，脈衝(chong) 參數有一定的限製。

　　MOPA光纖激光器和調Q光纖激光器的內(nei) 部結構原理示意圖如下：

　　MOPA和調Q光纖激光器結構原理示意圖

　　輸出光學參數

　　MOPA 光纖 激光器輸出脈衝(chong) 寬度獨立可調 。MOPA光纖激光器的脈衝(chong) 寬度具有任意可調諧性（範圍為(wei) 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 光纖激光器重複頻率範圍更寬。 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光纖激光因受限於(yu) Q開關(guan) 的工作條件，輸出頻率區間較窄，高頻僅(jin) 可達到～100 kHz。

　　MOPA光纖激光器與(yu) 調Q光纖激光器光學參數對比

　　應用場景

　　MOPA光纖激光器參數調節範圍廣，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獨特的精密加工應用。比如：

　　氧化鋁薄板表麵剝除應用

　　現在的的電子產(chan) 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(wei) 產(chan) 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，背麵產(chan) 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。這是由於(yu) 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，所以對於(yu) 薄氧化鋁板表麵剝除陽極的加工，MOPA激光器是更佳的選擇。

　　陽極氧化鋁打黑應用

　　使用激光在陽極氧化鋁材料表麵標刻出黑色的商標、型號、文字等，這種應用在最近兩(liang) 年中逐漸被蘋果、華為(wei) 、中興(xing) 、聯想、魅族等電子廠商廣泛的用於(yu) 電子產(chan) 品的外殼上，用於(yu) 標刻黑色印記的商標、型號等。而對於(yu) 這類應用，目前都隻有MOPA激光器可以對其加工。由於(yu) MOPA激光器擁有寬廣的脈衝(chong) 寬度和脈衝(chong) 頻率調節範圍，采用窄脈寬、高頻率的參數可以在材料表麵打標出黑色的效果，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。目前這項技術暫時隻有MOPA激光器在不鏽鋼、鉻、鈦等金屬材料上打標出彩色圖案。在對不鏽鋼 材料打彩色時，可以通過調整激光束來改變材料的表麵層的顏色變化，從(cong) 而獲得色彩不同的裝飾效果，對不鏽鋼製品行業(ye) 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：環保無汙染；標記速度快，可大幅麵提升不鏽鋼製品的產(chan) 品附加值，增強不鏽鋼製品的市場競爭(zheng) 力。為(wei) 產(chan) 品增加附加值。

　　電子、半導體(ti) 、ITO精密加工應用

　　在電子、半導體(ti) 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激光器由於(yu) 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激光器由於(yu) 可以靈活的調節脈寬、頻率參數，不僅(jin) 可以使得劃的線精細，而且邊緣顯得平滑不會(hui) 粗糙。

　　總的來說，MOPA光纖激光器脈寬和頻率獨立可調，且調節參數範圍大，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、不鏽鋼打彩等方麵優(you) 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光纖激光器特點在於(yu) 標刻力度較強，在金屬的深雕加工中有一定的優(you) 勢，但標刻效果較為(wei) 粗糙。在常見的標刻應用領域中，MOPA脈衝(chong) 光纖激光器與(yu) 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（鋁打黑激光打標機,彩色激光打標機）屬於(yu) 激光打標機類別，MOPA激光打標機采用直接電調製半導體(ti) 激光器作為(wei) 種子源（MOPA）方案的光纖激光器，與(yu) 調Q光纖激光器相比，MOPA 光纖激光器脈衝(chong) 頻率和脈衝(chong) 寬度是獨立可控的，通過兩(liang) 項激光參數調整搭配，經高速掃描振鏡係統可實現恒定的高峰值功率輸出以及能適用於(yu) 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(wan) 小時免維護，適用於(yu) 氧化鋁打黑、304不鏽鋼打彩、剝陽極、剝塗層、半導體(ti) 及電子行業(ye) 、塑料以及其他敏感材料打標和PVC塑料管材行業(ye) ，標記出來的圖案字體(ti) 環保符合ROHS標準。

　相比較一般的激光打標機，MOPA激光打標機M1的脈寬4-200ns，M6的脈寬2-200ns。普通激光打標機的脈寬是118-126ns，由此可以看出MOPA激光打標機的脈寬可調節的範圍更廣，因此也就理解為(wei) 什麽(me) 有些產(chan) 品普通光纖激光打標機打不出的效果，但是MOPA的激光打標機可以做到。

　　不過，很多客戶在采購MOPA激光打標機時，期望它的加工速度和普通光纖激光打標機一樣，但這顯然事與(yu) 願違。這兩(liang) 種技術是不同的，當雕刻彩色效果時，機器需要在高頻下以最小的陰影效果進行標記，這使得雕刻的分辨率高，但同時雕刻速度相對緩慢許多。此外，在金屬深度雕刻上，MOPA激光打標機可能沒有優(you) 勢，因為(wei) 單脈衝(chong) 能量上沒有優(you) 勢，但是效果細膩方麵來說又比一般的激光打標機好上一大截。所以，客戶在選擇購買(mai) MOPA激光打標機前，需要先了解這類激光打標機的優(you) 缺點。

　　MOPA激光打標機適用於(yu) 金屬及非金屬材料的精細標刻工藝，如數碼產(chan) 品部件激光刻黑、手機後蓋、ipads、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(chan) 品、衛浴潔具、工具配件、刀具、眼鏡鍾表、珠寶首飾、汽車配件、箱包飾扣、炊具 、不鏽鋼製品等諸多行業(ye) 。