Laser Mopa là gì? Tất tần tật về máy khắc laser Fiber MOPA

Hiện nay, những dòng máy khắc laser fiber chính hiện nay trên thị trường, chúng tôi có thể chia thành 2 dòng chính: Máy khắc laser fiber Q-switched và máy khắc laser fiber MOPA (trong ngành công nghiệp còn được gọi là máy khắc laser có thể điều chỉnh độ rộng xung). Công suất laser mopa là tối đa hiện nay chỉ từ 20W đến 30W. Còn laser Q-switched là 20w, 30w, 50w, 70w, 100w, 150w, 200w cho đến tối đa 500w.

Ngày nay, laser Q-switch phổ biến hơn vì chúng đã có mặt trên thị trường từ lâu và giá thành vừa phải. Do đó, chúng thường được gọi là “laser tiêu chuẩn”. Nhưng laser MOPA lại có nhiều ứng dụng độc đáo nên các nhà sản xuất laser vẫn không ngừng sáng tạo để đưa laser Mopa thay thế dần cho laser Q-switch

Kích thước máy khắc laser kim loại
Máy khắc laser fiber Q-switched 20W

Laser mopa là gì?

Mopa là viết tắt của từ nào?

Mopa là chữ viết tắt của từ Master Oscillator Power Amplifier. Bộ tạo dao động chính tạo ra chùm tia thông qua bộ khuếch đại quang được sử dụng để tăng công suất đầu ra.

Laser mopa là gì?

Laser MOPA là một trong những loại laser linh hoạt nhất trên thị trường và có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng: Về thời lượng xung, nó có thể mô phỏng các đặc tính của laser fiber thông thường (xung tương đối dài) và của laser trạng thái rắn cổ điển (tương đối xung ngắn) chẳng hạn như Nd: YAG hoặc Nd: YVO4. Các dòng laser Mopa hiện tại Mà M6. M7 và M8 vừa ra mắt 2021

Nguồn laser fiber Mopa
Nguồn laser Mopa M8 JPT

Sự khác biệt chính giữa laser Q-switched và  laser MOPA.

Laser MOPA (Bộ khuếch đại công suất tạo dao động chính) đề cập đến cấu trúc laser trong đó bộ dao động laser và bộ khuếch đại được xếp tầng. Trong ngành, laser MOPA dùng để chỉ loại laser sợi quang xung nano giây độc đáo và “thông minh” hơn bao gồm nguồn hạt laser bán dẫn được điều khiển bằng xung điện và bộ khuếch đại sợi quang  Sự “thông minh” của nó chủ yếu thể hiện ở độ rộng xung đầu ra có thể điều chỉnh độc lập (dải 2ns-500ns), và tần số lặp lại có thể cao tới megahertz (dải tần số trên thị trường là 4000KHz, nếu bạn có nhu cầu đặc biệt, bạn có thể tùy chỉnh dải tần số).
Dưới đây là bảng tần số (kHz) và độ rộng xung (ns) của laser MOPA thường dùng các bạn có thể tham khảo.

Độ rộng xung (ns) Tấn số (kHz)
2 4000
4 4000
9 2400
13 1500
20 1000
30 700
45 550
60 450
80 350
100 280
150 140
200 120
250 100
350 100
500 100

Cấu trúc laser fiber Q-switched và  laser fiber MOPA

Cấu trúc nguồn laser fiber JPT, Raycus
Cấu trúc nguồn laser fiber Q-switched
Cấu trúc nguồn laser fiber mopa JPT
Cấu trúc nguồn laser fiber mopa

Cấu trúc nguồn gốc của laser fiber Q-switched là chèn một bộ điều biến suy hao vào khoang dao động sợi quang, tạo ra đầu ra ánh sáng xung nano giây với độ rộng xung nhất định bằng cách điều chế định kỳ suy hao quang trong khoang. Laser fiber Q-switched bị giới hạn bởi các điều kiện làm việc, do đó dải tần số đầu ra hẹp và tần số cao chỉ có thể đạt 20-100 kHz.

Độ rộng xung đầu ra của laser fiber Q-switched không thể điều chỉnh được và độ rộng xung thường không đổi ở một giá trị cố định nhất định trong khoảng từ 80 ns đến 140 ns. Laser fiber MOPA có dải tần số lặp lại rộng hơn và tần số lặp lại của laser MOPA có thể đạt đến đầu ra tần số cao là MHz. Tần số lặp lại cao có nghĩa là hiệu quả xử lý cao và laser fiber MOPA vẫn có thể duy trì các đặc tính công suất đỉnh cao trong điều kiện tần số lặp lại cao.

Độ rộng xung của laser MOPA có khả năng điều chỉnh bất kỳ (phạm vi 2ns ~ 500 ns). Độ rộng xung càng hẹp, vùng ảnh hưởng nhiệt càng nhỏ và có thể thu được độ chính xác xử lý cao hơn

So sánh laser Q-switched và laser Mopa
Hiệu ứng nhiệt ít hơn của laser Mopa với độ rộng xung ngắn.

 

Laser mopa và Q-switched
Laser mopa định hình xung chính xác

Các ứng dụng của máy khắc laser fiber mopa

Laser fiber MOPA có phạm vi điều chỉnh tham số rộng. Đối với các xung ngắn và năng lượng xung thấp hơn nên vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt giảm. Điều này dẫn đến nhiều lợi thế hơn cho khắc kim loại và nhựa. Do đó, ngoài việc xử lý các ứng dụng của laser Q-switched thông thường, nó cũng có thể xử lý một số phương pháp bằng laser đặt biệt dưới đây.

1). Ứng dụng của việc tước bề mặt của tấm nhôm oxit

Các sản phẩm điện tử ngày nay ngày càng mỏng hơn và nhẹ hơn, nhiều điện thoại di động, máy tính bảng và máy tính sử dụng nhôm oxit mỏng làm vỏ sản phẩm. Khi sử dụng tia laser Q-switched để khắc các vị trí dẫn điện trên tấm nhôm mỏng, dễ gây biến dạng vật liệu, dẫn đến “lồi lõm” ở mặt sau, ảnh hưởng trực tiếp đến tính thẩm mỹ. Việc sử dụng các thông số độ rộng xung nhỏ hơn của laser MOPA có thể làm cho vật liệu không dễ bị biến dạng và bóng mờ tinh tế hơn và sáng hơn. Điều này là do laser MOPA sử dụng tham số độ rộng xung nhỏ để làm cho tia laser lưu lại trên vật liệu ngắn hơn và nó có năng lượng đủ cao để loại bỏ lớp oxit. Vì vậy để xử lý tước lớp oxit trên bề mặt của nhôm oxit mỏng. Laser Mopa là một lựa chọn tốt hơn.

Khắc laser trên IC Iphone
Khắc laser trên IC Iphone
Khắc laser trên nhôm anot
Tước bỏ lớp Anodize

2). Sử dụng khắc đen nhôm anodized hoặc titan.

Nhôm là một vật liệu linh hoạt và được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng do tính dễ uốn và độ dẻo cao. Tuy nhiên, tính dễ uốn cao gây ra những thách thức trong việc tạo ra các vết lâu dài trên bề mặt nhôm.

Nhôm Anodized – về cơ bản là nhôm được tăng cường với một lớp chống ăn mòn. Anodizing là quá trình chuyển một bề mặt nhôm thành nhôm oxit thông qua một quá trình điện hóa. Nhôm Anodized có khả năng chống ăn mòn và mài mòn cao hơn. Nó phù hợp nhất để khắc laser lâu dài và không bị rỉ sét, hư hỏng hoặc dễ trầy xước.

Hơn nữa, màu lớp nhôm anot hóa có thể có màu xanh lam, đen, trắng hoặc bất kỳ màu nào khác. Với sự hỗ trợ của máy khắc laser Mopa, lớp anot được đốt nóng bằng xung laser sẽ có màu đen rõ ràng – sắc nét.

Khắc đen bóng trên nhôm anot
Khắc laser đen trên nhôm

Đặc biệt là việc khắc đen bóng bằng laser trên các thiết bị y tế cũng rất quan trọng. Vì những sản phẩm này cần được cấy vào mô người nên yêu cầu về độ sâu rất cao (không có độ sâu rõ ràng, nếu không rất dễ đâm vào các ống máu của mô người). Ứng dụng của máy khắc laser fiber MOPA trong lĩnh vực này cũng là một ứng dụng rất quan trọng.

Khắc laser đen bóng trên titan
Khắc laser đen bóng trên ốc titan

3.) Ứng dụng khắc màu trên inox và titan

Khắc màu là một loại quy trình khắc laser mới. Hiện tại, chỉ có máy khắc laser MOPA mới có thể khắc các mẫu màu trên các vật liệu kim loại như inox và titan. Khi tạo màu cho vật liệu thép không gỉ, màu của lớp bề mặt của vật liệu có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh chùm tia laser để có được các hiệu ứng trang trí khác nhau. được chỉnh sửa theo ý muốn.

Khắc màu trên inox
Khắc laser màu trên inox
Mẫu khắc màu laser

4.) Xử lý chính xác bằng laser

Đối với thiết bị điện tử, chất bán dẫn và ITO được sử dụng trong quá trình gia công chính xác điện tử, chất bán dẫn và ITO. Trong nhiều trường hợp, cần có các ứng dụng ghi khắc phức tạp. Do cấu tạo bên trong, thông số độ rộng xung của laser Q-switched không thể điều chỉnh được, do đó rất khó để khắc các đường cực nhỏ. Máy khắc laser Mopa có thể điều chỉnh linh hoạt các thông số về độ rộng xung và tần số, không chỉ có thể làm cho đường nét vẽ đẹp mà còn có thể làm cho mịn và đường cạnh sắc nét

Khắc mã code trên kính Iphone
Loại bỏ lớp phủ trên kính

Nhìn chung, độ rộng xung và tần số của laser fiber MOPA có thể được điều chỉnh độc lập và dải thông số điều chỉnh lớn nên quá trình xử lý tốt, hiệu ứng nhiệt thấp, và nó có ưu điểm vượt trội trong việc khắc nhôm oxit, nhôm anodized làm đen và khắc màu trên thép không gỉ., có thể đạt được hiệu quả mà laser sợi quang Q-switched không thể đạt được. Laser fiber Q-switched được đặc trưng bởi công suất khắc mạnh, có lợi thế nhất định trong việc gia công khắc sâu kim loại. Công suất máy khắc laser fiber Q-switched từ 20w, 30w, 50w, 70w, 100w cho đến tối đa 500w. Còn laser Mopa công suất chỉ 20w và 30w.

Khắc sâu nhôm
Khắc sâu máy khắc laser fiber Q-switched

Máy khắc laser MOPA thích hợp cho quá trình khắc tinh xảo trên vật liệu kim loại và phi kim loại, chẳng hạn như khắc laser màu đen của các bộ phận sản phẩm, điện thoại di động, IPAD, nhôm, linh kiện điện tử, mạch tích hợp (IC), thiết bị điện, sản phẩm truyền thông, thiết bị vệ sinh, phụ kiện dụng cụ, dao, kính và đồng hồ, đồ trang sức, phụ tùng ô tô, khóa hành lý, dụng cụ nấu ăn, sản phẩm thép không gỉ và nhiều ngành công nghiệp khác.

Tuy nhiên, nhiều khách hàng khi lựa chọn máy khắc laser MOPA đều mong muốn tốc độ xử lý của nó bằng hoặc cao hơn so với máy khắc laser fiber Q-switched thông thường, tuy nhiên điều này rõ ràng là phản tác dụng. Hai công nghệ này là những lộ trình kỹ thuật hoàn toàn khác nhau. Khi khắc màu và khắc đen trên nhôm thiết bị cần được xử lý ở tần số rất cao với chiều rộng dòng nhỏ nhất (mật độ lấp đầy nói  là 0,001-0,005mm), để độ phân giải của hiệu ứng màu cao nhất. Nhưng vì mật độ lấp đầy cần rất lớn thì chắc chắn tốc độ xử lý sẽ bị chậm lại. Ngoài ra, trong quá trình gia công laser khắc sâu kim loại, máy khắc laser MOPA không có lợi thế về hiệu quả, nhưng nó có lợi thế về độ mịn.

Hiện nay còn dòng máy khắc laser fiber JPT đều được phát triển dựa trên cấu hình Mopa của JPT. Kể cả các dòng laser Q-switched cũng tích hợp một số công nghệ Mopa. Điều này giúp giảm sự tăng nhiệt trong quá trình khắc sâu

Link các dòng máy khắc laser JPT Mopa: ==> https://khaclaservn.com/danh-muc/may-khac-laser-kim-loai-jpt

One thought on “Laser Mopa là gì? Tất tần tật về máy khắc laser Fiber MOPA

  1. Pingback: Tìm hiểu cơ bản về máy khắc laser fiber - dành cho người mới bắt đầu

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *