MOPA (glavni oscilatorski ojačevalnik moči) je laserska arhitektura, ki izboljša izhodno zmogljivost z ločitvijo vira semena (glavnega oscilatorja) od stopnje ojačevanja moči. Osrednji koncept vključuje generiranje visokokakovostnega signala impulza semena z glavnim oscilatorjem (MO), ki ga nato energijsko ojača ojačevalnik moči (PA), kar na koncu zagotavlja visokozmogljive laserske impulze visoke kakovosti snopa, ki jih je mogoče parametrsko krmiliti. Ta arhitektura se pogosto uporablja v industrijski obdelavi, znanstvenih raziskavah in medicinskih aplikacijah.
1.Ključne prednosti ojačanja MOPA
①Prilagodljivi in nadzorljivi parametri:
- Neodvisno nastavljiva širina impulza:
Širino impulza semena je mogoče nastaviti neodvisno od ojačevalne stopnje, običajno v območju od 1 ns do 200 ns.
- Nastavljiva hitrost ponovitve:
Podpira širok razpon hitrosti ponavljanja impulzov, od posameznih impulzov do visokofrekvenčnih impulzov na ravni MHz, za zadovoljevanje različnih potreb obdelave (npr. visokohitrostno označevanje in globoko graviranje).
2Kakovost dolgega snopa:
Nizkošumne lastnosti izvornega signala se ohranijo tudi po ojačanju, kar zagotavlja kakovost žarka s skoraj difrakcijsko omejitvijo (M² < 1,3), primerno za natančno obdelavo.
3Visoka energija in stabilnost impulza:
Z večstopenjsko ojačitvijo lahko energija enega impulza doseže raven milidžulov z minimalnim nihanjem energije (<1 %), kar je idealno za visoko natančne industrijske aplikacije.
4Zmogljivost hladne obdelave:
S kratkimi širinami impulzov (npr. v nanosekundnem območju) je mogoče zmanjšati toplotne učinke na materiale, kar omogoča fino obdelavo krhkih materialov, kot sta steklo in keramika.
2. Glavni oscilator (MO):
MO generira nizkoenergijske, a natančno nadzorovane semenske impulze. Vir semena je običajno polprevodniški laser (LD) ali vlakenski laser, ki proizvaja impulze z neposredno ali zunanjo modulacijo.
3.Ojačevalnik moči (PA):
PA uporablja vlakenske ojačevalnike (kot so vlakna, dopirana z iterbijem, YDF) za ojačanje začetnih impulzov v več stopnjah, kar znatno poveča energijo impulza in povprečno moč. Zasnova ojačevalnika se mora izogibati nelinearnim učinkom, kot sta stimulirano Brillouinovo sipanje (SBS) in stimulirano Ramanovo sipanje (SRS), hkrati pa ohranja visoko kakovost žarka.
MOPA v primerjavi s tradicionalnimi Q-preklopnimi vlaknenimi laserji
Funkcija | Struktura MOPA | Tradicionalni laserji s preklopom Q |
Prilagoditev širine impulza | Neodvisno nastavljivo (1–500 ns) | Fiksno (odvisno od Q-stikala, običajno 50–200 ns) |
Stopnja ponovitve | Široko nastavljiv (1 kHz–2 MHz) | Fiksni ali ozki razpon |
Prilagodljivost | Visoka (programabilni parametri) | Nizko |
Scenariji uporabe | Precizna obdelava, visokofrekvenčno označevanje, obdelava posebnih materialov | Splošno rezanje, označevanje |
Čas objave: 15. maj 2025