MOPA および Q スイッチ ファイバー レーザー
MOPA は、Master Oscillator Power Amplifier (マスター オシレーター パワー アンプ) の略語です。MOPA レーザーは、レーザー発振器と増幅器がカスケード接続されたレーザー構造を指します。産業界では、MOPA レーザーは、半導体レーザー シード ソースと電気パルスで駆動されるファイバー増幅器で構成される、独自の、より「インテリジェント」なナノ秒パルス ファイバー レーザーを指します。
その「インテリジェンス」は、主に独立して調整可能な出力パルス幅（2 nsから500 nsの範囲）に反映されており、繰り返し周波数はメガヘルツまで高くなります。Qスイッチファイバーレーザーのシードソース構造は、ファイバー発振キャビティに損失変調器を挿入し、キャビティ内の光損失を周期的に変調することで、一定のパルス幅を持つナノ秒パルス光出力を生成することです。
ナノ2ndパルスレーザーは、金属マーキング、溶接、洗浄、切断などの産業用途でよく知られています。ナノ2ndパルスレーザーの2つの主要な実装として、MOPA構造とQスイッチ構造の違いと利点は何ですか？誰もが悩むこの問題について、レーザーの内部構造、出力光学パラメータ、およびアプリケーションシナリオから簡単に分析します。
内部構造の比較
MOPA ファイバーレーザー発生器と Q スイッチ ファイバーレーザー発生器の内部構造と原理の比較。
MOPA ファイバーレーザーと Q スイッチ ファイバーレーザーの内部構造の違いは、主にパルス シード光信号の生成方法にあります。
MOPA ファイバーレーザーパルスシード光信号は、半導体レーザーチップを駆動する電気パルスによって生成されます。つまり、出力光信号は電気信号を駆動することによって変調されるため、さまざまなパルスパラメータ (パルス幅、繰り返し周波数、パルス形状、および電力) を生成する強力な能力を備えています。
Qスイッチファイバーレーザーのパルスシード光信号は、共振器内の光損失を周期的に増加または減少させることでパルス光出力を生成し、構造が単純で価格面で有利ですが、Qスイッチデバイスの影響により、パルスパラメータが制限されます。
光学パラメータの比較
MOPAファイバーレーザーの出力パルス幅は独立して調整可能です。MOPAファイバーレーザーのパルス幅は任意に調整可能です（2ns～500nsの範囲）。パルス幅が狭いほど、熱影響領域が小さくなり、より高い加工精度が得られます。Qスイッチファイバーレーザーの出力パルス幅は調整できず、出力パルス幅は通常80ns～140nsの固定値で変化しません。
MOPA ファイバー レーザーは、より広い繰り返し周波数範囲を備えています。MOPA レーザーの繰り返し周波数は、MHz の高周波出力に達することができます。繰り返し周波数が高いということは、処理効率が高いことを意味し、MOPA は繰り返し周波数が高い条件下でも高いピーク電力特性を維持できます。Q スイッチの動作条件の制限により、Q スイッチ ファイバー レーザーの出力周波数範囲は狭く、高周波は ~100 kHz にしか達しません。
アプリケーションの比較
MOPAのアプリケーションの違い レーザーマーキングマシン Qスイッチレーザーマーキングマシン。
JPT MOPA ファイバーレーザー発生器
Raycus Q スイッチ ファイバー レーザー ジェネレーター
アルミシート剥離表面の用途
現在、ますます薄型の電子製品、多くの携帯電話、タブレット、コンピュータは、製品のシェルとして薄い酸化アルミニウムを使用しています。 薄いアルミニウム板にレーザーQスイッチマーキングガイドを使用すると、材料が変形しやすくなり、軸外に「凸包」が生成され、外観に直接影響します。 MOPAレーザーのパルス幅パラメータは小さいほど、材料が変形しやすくなり、陰影がより繊細で明るい白になります。 これは、MOPAレーザーのパルス幅パラメータを使用すると、レーザーが材料に留まる時間が短くなり、十分に高いエネルギーで陽極層を除去できるためです。そのため、薄いアルミニウム板の表面剥離陽極処理には、MOPAレーザーがより良い選択です。
陽極酸化アルミナの黒色マーキング用途
レーザーを使用して陽極酸化アルミナの表面に黒いマーク、モデル、およびテキストをマーキングする方法は、ここ 2 年間で徐々に Apple、Huawei、Lenovo、Samsung などの電子メーカーの電子製品の外装に広く使用され、商標、モデルなどに黒いマークをマーキングするために使用されます。 このタイプのアプリケーションでは、MOPA レーザーのみが処理できます。 MOPA レーザーはパルス幅とパルス周波数の調整範囲が広いため、パルス幅を狭くして周波数の高いパラメーターを設定することで、材料の表面に黒いマーキング効果を出すことができます。また、パラメーターの異なる組み合わせによって、異なるグレーのマーキング効果を出すこともできます。
電子、半導体、ITO精密加工アプリケーション
電子工学、半導体、ITOなどの精密加工では、主に細い線のマーキングを使用する必要があります。Qスイッチレーザーの構造のため、パルス幅パラメータを調整できないため、線を細かくすることは困難です。MOPAレーザーは、パルス幅と周波数パラメータを柔軟に調整できるため、線を細かくできるだけでなく、エッジが滑らかになることもあります。
上記のいくつかの応用例に加えて、MOPA レーザーと Q スイッチ レーザーにはさまざまな応用例があります。次の表に、いくつかの典型的な応用例を示します。
| 用途 | Qスイッチレーザーマーキングシステム | MOPAレーザーマーキングシステム |
| アルミシート剥離面 | 変形しやすく、粗いマーキングが可能 | 変形なし、細かいマーキング |
| アルミシート ブラックカラーマーキング | 無効にする。 | パラメータを設定してさまざまな黒色をマークします。 |
| 金属の深さマーキング。 | ラフマーキング。 | 細かいマーキング。 |
| ステンレスカラーマーキング。 | パラメータの設定が難しく、焦点が合わない。 | パラメータを設定して異なる色をマークします。 |
| PC、ABSプラスチック。 | イエローエッジでラフにマーキング。 | 黄色いエッジがなく滑らかです。 |
| 光透過ペイントキーボード。 | 無効にする。 | 光を通すのも簡単。 |
| 電子機器、半導体部品、ITO精密加工。 | より高いパルス幅とパワー。 | パルスを調整することで、最適な白斑が得られ、パワーバランスが保たれます。 |
上記の紹介の比較では、MOPAファイバーレーザーマーキングマシンがQスイッチレーザーマーキングマシンに取って代わることができることがわかります。 ファイバーレーザー彫刻機 多くのアプリケーションで使用できます。一部のよりハイエンドなアプリケーションでは、MOPA ファイバー レーザー彫刻機は Q スイッチ ファイバー レーザー マーキング システムよりも優れています。
技術パラメータの比較
MOPA と Q-Switch レーザー マーキング マシンの技術的パラメータの類似点と相違点
| モデル | STJ-30F | STJ-30FM |
| レーザー出力 | 30W | 30W |
| レーザー光源 | Raycus Qスイッチファイバーレーザー | JPT MOPAファイバーレーザー |
| インパルス幅 | 90〜120ns | 6〜250ns |
| 電力調整範囲 | 10-100% | 0-100% |
| パルスエネルギー | 1Mj | 0.5mj |
| M2 | <1.5 | <1.3 |
| 高反射に耐える | NO | はい |
| レーザービーム径 | 7±1mm | 7±0.5mm |
| 光の波長 | 1064nm | |
| レーザー変調モード | カップリング増幅 | |
| マーキングエリア | 100 *100mm （200 *200mm および300*300mm オプション用） | |
| 最大マーキング速度 | 7000mm/s | |
| マーキング深さ | 0.01〜0.5mm （資料に基づく） | |
| 最小線幅 | 0.01mm | |
| 最小マーキング文字 | 0.2 mm | |
| 冷却方法 | 空冷 | |
| 電源 | 220V/ 50Hz | |
| レーザーインジケーター | レッドドットポインター | |
| コンテンツのマーキング | テキスト、パターン、写真 | |
| 操作システム | Windows 7 または Windows 8 または Windows 10 | |
| レーザーソフトウェア | EZCAD 制御ソフトウェア | |
| サポートされているグラフィック形式 | bmp、jpg、gif、tga、png、tif、ai、dxf、dst、plt | |
| ユニットパワー | ≤700W | |
さまざまなファイバーレーザーマーキングマシンについて詳しく知る
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| MOPAファイバーレーザーマーキングマシン | Q-Switchファイバーレーザーマーキングマシン |
製品概要
一言で言えば、MOPAファイバーレーザーはQスイッチファイバーレーザーよりもレーザーパラメータの適用範囲が広く、調整が柔軟で、応用範囲が広いです。同じ出力の場合、Qスイッチファイバーレーザーの方がコスト面で有利です。そのため、これら2つのレーザー構造は、ナノ秒パルスレーザー加工の応用市場において補完的な状態を示しています。
