激光20W MOPA系列光纤激光器应用介绍2018.2.22
MOPA结构脉冲光纤激光器输出特性的实验研究
MOPA结构脉冲光纤激光器输出特性的实验研究陈圳;任海兰【摘要】A two-stage optical amplification system is constructed by using double-clad Yb-doped fiber as the gain medium and multi-mode continuous pumped laser diode as the pump source.The circuit-direct modulated semiconductor laser is used as seed source to develop Master-Oscillator Power-Amplified (MOPA)fiberized pulsed fiber lasers.The output power character-istics of the fiber laser and gain characteristics of the secondary amplifier under different pulse width and repetition frequency are studied experimentally.A pulsed laser output with central wavelength of 1.06μm,peak power of 10.4 kW and maximum average power of 21 .3 W is obtained by adj usting the seed source under the condition that the primary pumped power is 2 W and secondary pumped power is 31 W.The maximum gain can reach 16.7 dB at 900 kHz repetition frequency.The experimen-tal results show that the pulse width and repetition frequency are positively correlated with the laser output power.At high rep-etition frequency,the gain characteristics of optical amplifier are positively correlated with the pulse width.%采用双包层掺镱光纤作为增益介质,多模连续泵浦激光二极管作为泵浦源,构造了两级光放大系统;采用电路直接调制的半导体激光器作为种子源,研制了主振荡功率放大结构全光纤化脉冲光纤激光器.对不同脉冲宽度、重复频率下的激光器输出功率特性和二级放大器的增益特性进行了实验研究.在一级泵浦光功率为2 W、二级泵浦光功率为31 W的条件下,通过对种子源直接调制,得到了中心波长为1.06μm、峰值功率为10.4 kW、最大平均功率为21.3 W的脉冲激光输出.在900 kHz重复频率下具有最高增益16.7 dB.实验结果表明,脉冲宽度和重复频率与激光输出功率呈正相关;在高重复频率下,光放大器增益特性与脉冲宽度呈负相关.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P52-54,72)【关键词】光纤激光器;主振荡功率放大;脉冲激光;级联放大器【作者】陈圳;任海兰【作者单位】武汉邮电科学研究院,武汉 430074;武汉邮电科学研究院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TN2560 引言光纤激光器因具有光束质量高、成本低、转换效率高、稳定性好、体积小、兼容性强、寿命长和散热快等优点而备受关注。
工业用短脉冲光纤激光器MOPA
工业用短脉冲光纤激光器（MOPA）
VPFL-ISP激光器是掺镱短脉冲MOPA结构的光纤激光器，借其领先的技术优势和顶级的性能广泛应用在超精密的工业领域，如微加工、精密处理、打标、划线等。
VPFL的RS232/TTL控制接口设计使操作简便并可精确调节激光参数，如输出功率、重复频率和脉宽。
提供了高光束质量，高峰值功率和高脉冲能量。
优点：
提供OEM服务
免维护，节约操作成本
重量轻、体积小易于集成
参数设置简单、可通过PC或笔记本电脑测试
符合工业标准
可大幅度调谐参数
短脉冲（>1ns）
高峰值功率（>40KW）
高脉冲能量>1.5mJ）
接近衍射极限的光束质量（M2<1.3）
应用范围:
精细打标
材料精细处理
精密加工
划线和深雕划线
薄膜切割
太阳能电池/硅晶划线和处理
主要特点：
RS232和TTL接口
>1.5mJ
>50W平均输出功率
>40KW峰值功率
脉宽调节范围：1-300ns
重复频率调节范围：35-500KHZ
高电光转换效率（＞20%）
高光束质量（最小达M2<1.3）
强制风冷利于系统有效散热
可选输出准直器用于各种输出光斑直径。
调Q光纤激光器结构示意图和MOPA光纤激光器结构示意图
调Q光纤激光器和普通的调Q激光器一样，都是在激光谐振腔内插入Q开关器件，通过周期性改变腔损耗，实现调Ｑ激光脉冲输出。
Ｑ开关是被广泛采用的产生短脉冲的激光技术之一。
现状：调Q光纤激光器在许多领域都有着广泛应用，大功率是调Q光纤激光器的一个发展方向。
全光纤化也是调Ｑ光纤激光器发展的一个重要趋势，人们陆续研发出一些全光纤的Q开光来代替传统的声光与电光调制器，大大地降低了激光器的插入损失。
用于光纤激光器的调Ｑ技术大致可以分为光纤型调;和非光纤型调Ｑ两类。
非光纤型调Ｑ有光调Ｑ、电光调Ｑ、机械转镜调Ｑ和可饱和吸收体调Ｑ等。
非光纤型调Ｑ：1.声光调Q激光器：2.电光调Q激光器：3.可饱和吸收体调Q激光器：光纤型调Q装置光纤型调Q装置有光纤迈克尔逊干预仪调Q、光纤马赫一曾特尔干预仪调Q和光纤中的受激布里渊散射〔ＳＢＳ〕调Ｑ光纤激光器等。
下面介绍混合调Q和脉冲泵浦受激布里渊散射混合调Q光纤激光器。
混合调Q光纤激光器如图所示得到了峰值功率3.7KW，脉宽2m的脉冲激光输出。
实验中选用掺钕双包层光纤作增益介质，光纤长7.2m,纤芯直径5.1um,数值孔径0.12。
内包层为矩形结构,截面尺寸150um*75um。
泵源为800nm、3w激光二极管，有60%的泵光祸合到内包层中。
系统由一个全反镜和一个二向色镜构成驻波谐振腔。
在双包层光纤的输出端接几米长的单模光纤,实现调Q ,得到纳秒量级的激光脉冲。
在腔内插人一声光调制器(AQM),使激光脉冲重复频率在6.6KHz-16.4KHZ范围内可调。
脉冲泵浦和受激布里渊散射混合调Q :在线形腔双包层光纤激光器中,用脉冲泵浦和SBS混合调Q 。
如下图泵浦源为多模半导体激光器〔LD〕，带有800um的输出尾纤,,,有连续和脉冲两种运转方式。
多模半导体激光器通过合适的光学藕合系统泵浦掺Yb 的双包层光纤。
增益光纤纤芯直径为7um,作为泵浦光通道的内包层为一矩形结构(125*125um),外面涂一层硅橡胶作为外包层。
MOPA光纤激光技术--文献综述
MOPOscillator Power-Amplifier
主振荡-功率放大技术
采用性能优良的小功率激光器作为种子源， 种子激光注入单级或者多级光纤放大器系 统，最终实现高功率放大的激光技术。
MOPA
MOPA技术简介 典型MOPA光纤激光系统示意图
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
增益光纤的选型
高功率扩展
包层泵浦技术
难点
非线性效应抑制
ASE抑制
自激震荡抑制
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
包层泵浦技术
端 面 泵 浦
透镜组耦合方式
直接熔接耦合方式
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
侧 面 泵 浦
多模熔锥侧面耦合
熔锥侧面泵浦
熔锥侧面泵浦
V型槽、嵌入反射镜和 破坏光纤的机械性， 造成泵浦点 V型槽、嵌入反射镜和角度磨 角度磨抛侧泵方式 损耗 抛侧泵方式
MOPA
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
ASE和自激振荡抑制
影响强度噪声特性
1
减小端面反射 消耗反转粒子数
方法
2
前级或种子源不稳定
控制模式竞争
MOPA
英国南安普敦大 2005 学 2007 美国 2008
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内 连续（单频）
2006年北京理工大学采用NPRO作为种子源，获 得了6.65w单频连续激光输出；2007年输出功率提 高到16.1w
MOPA
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内外脉冲MOPA系统实验情况一览
在保证了输出光 的高光束质量的 同时又实现了高 功率、高能量输 出
MOPA光纤激光技术--文献综述解读
通常由种子源、泵浦源、增益介质光纤、光隔离 器及耦合系统等部分组成
MOPA
MOPA技术简介
种子源
固体 光纤 半导体
激光器
激光器
激光器
种子源只提供较低功率能量的激光输出，但要求 种子光具备较好的光束质量、较窄的线宽以及较 高的稳定性
MOPA
MOPA技术简介
双包层光纤技术
双包层光纤结构和包层泵浦技术原理示意图
英国南安普敦大 2005 学 2007 美国 2008
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内 连续（单频）
2006年北京理工大学采用NPRO作为种子源，获 得了6.65w单频连续激光输出；2007年输出功率提 高到16.1w
MOPA
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国内外脉冲MOPA系统实验情况一览
MOPA
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
国外 连续
研究单位
年份
实验结果 种子源：NPRO；采用三级放大；获得1kw连续 激光输出；斜率效率77% 种子源：NPRO；采用四路放大：获得1.98kw连 续激光输出；光束质量M2<2.0 MOPA
Jeam大学 2008 2009
国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状
MOPA技术简介
MOPA
Master Oscillator Power-Amplifier
主振荡-功率放大技术
采用性能优良的小功率激光器作为种子源， 种子激光注入单级或者多级光纤放大器系 统，最终实现高功率放大的激光技术。
MOPA
MOPA技术简介 典型MOPA光纤激光系统示意图
MOPA技术简介
MOPA光纤放大器关键环节和技术难点
高功率连续光纤激光器用途
高功率连续光纤激光器用途高功率连续光纤激光器是一种能够输出高功率连续激光束的光学设备。
它利用了光纤的优异特性，如高效率、高光束质量和长寿命等，成为各种应用领域中不可或缺的重要工具。
以下是高功率连续光纤激光器的一些主要用途。
1. 材料加工：高功率连续光纤激光器在材料加工方面具有广泛的应用。
例如，在金属切割和焊接领域，激光器的高功率和高能量密度使其能够轻松地处理各种金属材料，如钢、铝和铜等。
此外，激光器还可以用于刻蚀、打标和钻孔等细微的材料修饰任务。
2. 激光医疗：高功率连续光纤激光器在激光医疗领域中也有广泛的应用。
激光器的高功率和可调谐的波长使其成为眼科手术、皮肤修复和毛发去除等多种医疗程序的理想选择。
此外，激光器还可以用于癌症治疗、疤痕修复和血管疾病等其他医疗应用。
3. 科学研究：高功率连续光纤激光器也是科学研究中不可或缺的工具之一。
例如，在物理学和化学领域，激光器可以用来进行光谱分析、光散射和拉曼光谱等实验研究。
此外，激光器还可以用于光学显微镜、干涉测量和光学相干断层扫描等高分辨率成像技术。
4. 通信：高功率连续光纤激光器在通信领域中也有重要的应用。
激光器的高功率输出和大带宽使其成为高速光纤通信系统的关键部件。
激光器可以用于光纤放大器、光纤光栅和光纤耦合器等设备，用于增强、调制和传输光信号。
5. 军事应用：高功率连续光纤激光器在军事应用领域中有着广泛的需求。
例如，激光器可以用于目标照明、精确定位和激光导引等任务。
此外，激光器还可以用于激光雷达、光电子战和远程探测等系统。
6. 光通信：高功率连续光纤激光器在光通信领域也有着重要的作用。
激光器的高功率输出和高光束质量使其成为光纤通信系统中的关键光源。
激光器可以用于长距离、高速的光纤通信系统，提供稳定、高效的光信号传输。
7. 光学测量：高功率连续光纤激光器在光学测量方面也有广泛的应用。
例如，在激光雷达和光学测距仪中，激光器的高功率和短脉冲宽度使其成为精确测量目标距离和速度的理想选择。
激光20wmopa系列光纤激光器应用介绍2018.2.22
20W MOPA光纤激光器应用介绍应用工程师：无锡创永激光刘工 2016年7月18日20W MOPA参数表长脉宽单脉冲能量高，热效应明显，窄脉宽单脉冲能量低，热效应弱；高频率，平均功率高，热效应明显，低频率（10KHz），平均功率低，热效应弱；低扫描速度，低填充密度，激光能量集中，热效应明显，高扫描速度，中等填充密度（），激光能量分散，热效应弱。
v1.0 可编辑可修改固定脉宽，100%功率，频率由小增大，平均功率线性增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，功率趋于稳定。
固定脉宽，100%功率，频率由小增大，峰值功率增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，峰值功率呈反比例函数递减。
其他脉宽类似。
MOPA光纤激光器，脉宽可调，脉冲频率范围大，应用范围十分广泛，本文中介绍了20W MOPA光纤激光器部分常见应用，用于20W MOPA应用介绍和推广。
其中不同材料参数设置有所差异，文中参数可作为参考，如有不同之处，敬请谅解。
1. 阳极氧化铝标刻小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO小米充电宝阳极氧化铝标刻白色LOGO阳极氧化铝上标刻黑色二维码，显微镜下可扫描2. 304不锈钢标刻304不锈钢打彩色LOGO304不锈钢名牌标刻黑色304不锈钢深雕3.部分高分子材料标刻公牛插座、苹果手机数据线等某些白色高分子材料标刻深色 PA66+、PE等某些黑色高分子材料标刻浅色4. 电子器件标刻电解电容标记黑色参数PCB板标刻白色二维码和参数电镀电子器件标刻IC芯片等电子器件参数标刻5. 漆剥除汽车、电脑、手机等透光件漆剥除亚克力瓶、橡胶按键表面漆剥除电脑铝制外壳导通处漆剥除6. 铜制器件标刻黄铜件标记白色尺寸参数7. 微弧氧化铝合金标刻黑色名牌8. 碳钢轴承标记黑色参数9. 铝箔、锡箔、铜箔切割10. 氧化锆陶瓷标刻黑色11. 氧化钛银黑色参数标刻12. 钛彩色标刻1. 阳极氧化铝标刻小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO应用介绍表面阳极氧化处理的铝制小米手机壳、结构件、铝型材等材料使用MOPA的窄脉宽4ns、6ns、8ns，可以在材料表面标刻黑色LOGO和参数。
光纤20w调q激光器工艺应用
光纤20W调Q激光器工艺应用随着科技的不断发展，激光技术在各个领域得到了广泛的应用。
作为激光技术的一种重要形式，调Q激光器凭借其高功率、高效率和稳定性等优点，被广泛应用于金属加工、激光打标、激光切割等工业领域。
光纤20W调Q激光器作为一种成熟的激光器技术，其应用已经相当广泛，本文将详细介绍光纤20W调Q激光器的工艺应用。
一、光纤20W调Q激光器的基本原理光纤20W调Q激光器是一种采用光纤放大技术的激光器。
其工作原理是通过用于量子产生和发射的外部固态Q开关器件，将光子在倍增过程中进行拖尾在一定时间内增加能量，当增加至一定水平时，瞬间打开Q开关，使得能量瞬间释放出来，形成激光脉冲，达到高功率的输出。
二、光纤20W调Q激光器的工艺特点1. 高功率稳定输出：光纤20W调Q激光器具有高功率稳定输出的特点，可以满足一定范围内对激光功率要求较高的应用场景。
2. 调Q脉冲可调性好：光纤20W调Q激光器的Q开关器件具有良好的可调性，可以根据不同的工艺需求进行调节，适应不同工艺的要求。
3. 光束质量高：光纤20W调Q激光器的光束质量高，激光束的光斑质量好，可实现精细加工要求。
4. 高效率：光纤20W调Q激光器采用光纤放大技术，能够实现高效能激光输出，降低能源消耗。
三、光纤20W调Q激光器的工艺应用1. 金属材料加工：光纤20W调Q激光器具有高功率稳定输出和良好的光束质量，适合用于金属材料的切割、打孔、焊接等加工工艺。
2. 激光打标：光纤20W调Q激光器的调Q脉冲可调性好，可以实现不同深浅和细致的打标效果，适用于激光打标行业。
3. 激光清洗：光纤20W调Q激光器可以实现对表面污垢的高效清洗，适用于汽车零部件、航空零部件等领域。
四、光纤20W调Q激光器在工业中的应用案例1. XXX激光设备公司采用光纤20W调Q激光器，成功开发出用于金属零部件的高速激光打标机，得到了用户的一致好评。
2. 某汽车零部件制造企业引进光纤20W调Q激光器清洗设备，提高了汽车零部件的生产效率和质量。
光纤激光器的原理及应用
光纤激光器的原理及应用光纤激光器是一种利用光纤传输光信号并通过激光作用的设备。
它的工作原理基于光纤的特性和激光的产生原理，广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。
光纤激光器的原理主要包括三个方面：光纤传输、激光产生和激光放大。
光纤传输是光纤激光器的基础。
光纤是一种由高纯度石英玻璃或塑料制成的细长柔软的光传输介质。
它具有低损耗、高带宽和抗干扰等优点，能够将光信号传输到目标位置。
激光产生是光纤激光器的核心。
光纤激光器通常采用半导体激光二极管作为激光源，通过电流注入激活半导体材料，产生激光。
激光二极管的输出波长通常在800纳米至1700纳米之间，可用于可见光和红外光的激发。
激光放大是光纤激光器的关键。
光纤激光器中通常采用光纤放大器对激光进行放大。
光纤放大器是一种利用光纤作为增益介质的器件，能够使激光功率得到显著提升。
光纤放大器通常采用掺铥光纤或掺镱光纤，利用掺杂离子的能级跃迁来实现激光的放大。
光纤激光器的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：光纤激光器在通信领域有着重要的地位。
由于光纤传输具有低损耗和高带宽的特点，光纤激光器可以用于长距离、高速率的光纤通信系统。
它可以实现光纤通信的信号发射、接收和放大，为现代通信技术提供了重要支持。
光纤激光器在医疗领域有广泛的应用。
激光具有高能量、高聚焦和高精度的特点，可以用于医疗器械中的切割、焊接、治疗等操作。
例如，激光手术刀可以用于精确切割组织，激光治疗仪可以用于肿瘤治疗等。
光纤激光器还可以应用于材料加工和制造领域。
激光加工技术可以用于金属切割、焊接、打孔等操作，可以实现高精度、高效率的加工过程。
光纤激光器在汽车制造、航空航天、电子设备等领域的应用越来越广泛。
光纤激光器是一种利用光纤传输光信号并通过激光作用的设备。
它的工作原理基于光纤的特性和激光的产生原理，广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。
随着科技的不断发展，光纤激光器在各个领域的应用将会更加广泛，为人们的生活和工作带来更多便利与创新。
MOPA光纤激光器应用 — 阳极铝打黑应用指南及解决方案
MOPA光纤激光器应用—阳极铝打黑应用指南及解决方案随着激光高端应用的平民化趋势的深入和发展，阳极氧化铝打黑应用得到了很大的普及和市场接受，被许多工业领域所采用，但阳极铝打黑工艺对激光光源，设备精度，周边环境，操作人员的经验以及原材料等诸多方面都有较严格的要求，许多客户在此方面有许多问题，比如，打出的图案黑度不均匀，打的不够黑，速度不快等，为了使客户更好地了解阳极铝打黑的原理和工艺，提高打黑质量和效率，我们将客户常见的问题以及激扬光电30W智能激光器的解决方案列出来，供大家参考。
阳极氧化铝打黑的机理是通过聚焦后高能量密度的激光，在很短的时间内将膜厚为5-20um的阳极氧化铝层进一步氧化并改变表面材料的机理，如图1所示为不同厚度以及表面不同处理工艺的阳极氧化铝表面。
图1不同厚度和不同表面处理工艺的阳极氧化铝表面一、影响阳极铝打黑的因素和参数设置影响阳极氧化铝打黑的因素有很多，归纳总结主要因素如下图2。
图2影响阳极氧化铝表面打黑的因素1、材料因素：主要包括阳极氧化铝其氧化层的膜厚，以及表面处理工艺，一般来讲，膜厚在5-20um，膜的厚度直接决定打黑的效果和效率，一般膜厚在10-20um较容易打黑，膜厚小于8um 时，氧化膜太薄，容易打破，出现白点的现象，需要提高脉冲频率和提高填充密度（见下表）。
另外阳极氧化铝表面处理工艺将直接影响打黑效果，喷砂以及表面拉丝是常见的工艺，喷砂的粗细度对于打标出来的效果会产生不同的影响，喷砂颗粒越细，打黑效果越好。
建议阳极铝的膜厚为10-15μm，这样总体的黑度效果会更佳。
典型激光参数阳极氧化铝膜厚<5um5-10um10-20um填充密度（mm)0.0002-0.00050.0005-0.00080.001-0.002功率设置（%）50-70%40-50%30-40%脉冲频率（KHz）800-950600-800350-600振镜速度（mm/s)1500-30001500-2000800-1500填充方式蛇形蛇形蛇形2、激光器的安装和参数设置影响1）激光器的安装和调光在开启光纤激光器之前，首先请确保电源、控制板卡等部件都已经正确连接，调整好振镜和工作平台，确保振镜与工件表面是在平行的水平位置，激光器的入射光斑光轴同振镜激光入射口光轴重叠，出射光斑位于出光孔中心的位置。
光纤激光器
光纤激光器概述光纤激光器是一种利用光纤将激光能量传输的设备。
它利用光纤作为激光工作介质，通过激光的放大和功率增强，将激光信号传输到目标位置。
光纤激光器具有高能量密度、高光束质量、紧凑轻便和波长多样性等优势，被广泛应用于通信、材料加工、医疗和科学研究等领域。
工作原理光纤激光器的工作原理基于激光的受激辐射效应。
当外部能量输入到光纤中时，光纤中的活性物质（如掺铒离子、掺钕离子等）将吸收能量并跃迁到高能级。
随后，一部分活性物质的粒子将在受激辐射的作用下跃迁到低能级，并辐射出与输入能量相对应的光子。
这些光子首先经过光纤中的光放大介质，不断受到受激辐射的反复作用，形成一束相干的激光。
然后，通过光纤内部的光学元件（如光纤耦合器、准直器等），激光信号被调整为所需的波长和光束质量。
最后，激光信号从光纤的输出端口传输出来，可以用于不同的应用领域。
光纤激光器的特点高能量密度光纤激光器具有高能量密度的特点，能够将大部分的输入能量转化为激光输出能量。
这意味着光纤激光器可以提供高功率的激光，适用于需要大能量密度的应用，如材料加工、激光切割和激光焊接等。
高光束质量光纤激光器的光束质量很高，具有良好的光聚焦特性。
这意味着激光束可以被聚焦到很小的尺寸，从而提高能量密度和加工效果。
高光束质量使得光纤激光器在微细加工、精确切割和高精度测量等领域具有优势。
紧凑轻便光纤激光器相对于其他类型的激光器来说，具有紧凑和轻便的特点。
由于光纤本身具有柔性和可弯曲性，光纤激光器可以设计成各种形状和尺寸，便于安装和集成到不同的设备中。
这使得光纤激光器在便携设备和移动应用中得到广泛应用。
波长多样性光纤激光器可以根据应用需求选择不同的工作波长。
通过调整掺杂物的种类和含量，可以实现不同波长的激光输出。
这使得光纤激光器在通信领域具有应用潜力，并可以适应不同介质的材料加工需求。
应用领域通信由于光纤激光器具有高光束质量和波长多样性的特点，它被广泛应用于光纤通信领域。
MOPA光纤激光器应用—阳极铝打黑应用指南及解决方案
MOPA光纤激光器应用—阳极铝打黑应用指南及解决方案MOPA光纤激光器应用—阳极铝打黑应用指南及解决方案随着激光高端应用的平民化趋势的深入和发展，阳极氧化铝打黑应用得到了很大的普及和市场接受，被许多工业领域所采用，但阳极铝打黑工艺对激光光源，设备精度，周边环境，操作人员的经验以及原材料等诸多方面都有较严格的要求，许多客户在此方面有许多问题，比如，打出的图案黑度不均匀，打的不够黑，速度不快等，为了使客户更好地了解阳极铝打黑的原理和工艺，提高打黑质量和效率，我们将客户常见的问题以及激扬光电30W智能激光器的解决方案列出来，供大家参考。
阳极氧化铝打黑的机理是通过聚焦后高能量密度的激光，在很短的时间内将膜厚为5-20um的阳极氧化铝层进一步氧化并改变表面材料的机理，如图1所示为不同厚度以及表面不同处理工艺的阳极氧化铝表面。
图1不同厚度和不同表面处理工艺的阳极氧化铝表面一、影响阳极铝打黑的因素和参数设置影响阳极氧化铝打黑的因素有很多，归纳总结主要因素如下图2。
图2影响阳极氧化铝表面打黑的因素1、材料因素：主要包括阳极氧化铝其氧化层的膜厚，以及表面处理工艺，一般来讲，膜厚在5-20um，膜的厚度直接决定打黑的效果和效率，一般膜厚在10-20um较容易打黑，膜厚小于8um 时，氧化膜太薄，容易打破，出现白点的现象，需要提高脉冲频率和提高填充密度（见下表）。
另外阳极氧化铝表面处理工艺将直接影响打黑效果，喷砂以及表面拉丝是常见的工艺，喷砂的粗细度对于打标出来的效果会产生不同的影响，喷砂颗粒越细，打黑效果越好。
建议阳极铝的膜厚为10-15μm，这样总体的黑度效果会更佳。
典型激光参数阳极氧化铝膜厚<5um5-10um10-20um填充密度（mm)0.0002-0.00050.0005-0.00080.001-0.002功率设置（%）50-70%40-50%30-40%脉冲频率（KHz）800-950600-800350-600振镜速度（mm/s)1500-30001500-2000800-1500填充方式蛇形蛇形蛇形2、激光器的安装和参数设置影响1）激光器的安装和调光在开启光纤激光器之前，首先请确保电源、控制板卡等部件都已经正确连接，调整好振镜和工作平台，确保振镜与工件表面是在平行的水平位置，激光器的入射光斑光轴同振镜激光入射口光轴重叠，出射光斑位于出光孔中心的位置。
MOPA激光器与调Q激光器的区别及应用优势
OFweek网讯：近年来，国内的的光纤技术发展迅速，其中在电子3C产品、机械、食品、包装等等领域的应用已经很广泛。
激光打标技术相比传统的标识技术，不仅仅在对于材料的损耗，标识效果更具有优势。
人们为了得到更美观的的标记效果以及更效率的生产加工，会选择市面上不同厂家和类型的作对比，从而找到该类产品所适合加工的激光器。
目前市面上应用于打标的脉冲类型主要包括有调Q技术和MOPA技术这两种类型。
调Q 激光器在早些年之前就引入了国内，所以目前占据了很大的一片加工市场。
而MOPA激光器则是近几年才逐渐发展起来的，作为一种更为新型的技术，MOPA激光器与调Q激光器究竟有什么区别呢?它有什么新的技术和优势所在?一. MOPA激光器与调Q激光器的打标应用区别。
1.氧化铝薄板表面剥除应用现在的的越做越轻薄，许多的手机、平板、电脑都采用了轻薄的氧化铝作为产品的外壳。
使用调Q激光器在薄铝板上打标导电位时，容易导致材料变形，背面产生“凸包”，直接影响了外观的美观性。
而采用MOPA激光器较小脉宽的参数，即能使得材料不易变形，底纹也更加细腻亮白。
这是由于MOPA激光器使用了小脉宽参数能让激光停留在材料的时间变得更短一些，而且又有足够高的能量可以清除阳极层，所以对于薄氧化铝板表面剥除阳极的加工，MOPA激光器是更佳的选择。
2.阳极氧化铝打黑应用使用激光在阳极氧化铝材料表面标刻出黑色的商标、型号、文字等，这种应用在最近两年中逐渐被苹果、华为、中兴、联想、魅族等电子厂商广泛的用于电子产品的外壳上，用于标刻黑色印记的商标、型号等。
而对于这类应用，目前都只有MOPA激光器可以对其加工。
由于MOPA激光器拥有宽广的脉冲宽度和脉冲频率调节范围，采用窄脉宽、高频率的参数可以在材料表面打标出黑色的效果，通过不同的参数组合还可以打标出不同灰度的效果。
3.电子、半导体、ITO精密加工应用在电子、半导体以及ITO等精密加工中，很多时候需要用到精细的划线应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
20W MOPA光纤激光器应用介绍应用工程师：无锡创永激光刘工微信：10392589532016年7月18日20W MOPA参数表新20W MOPA参数序号脉宽/ns 降功率频率/KHz 频率范围/KHz1 3 1000 10-20002 4 500 10-20003 6 300 10-20004 8 250 10-20005 13 170 10-15006 20 115 10-10007 30 90 5-10008 50 75 5-5009 80 60 5-50010 100 50 5-50011 150 45 3-50012 200 40 3-50013 250 35 3-500长脉宽单脉冲能量高，热效应明显，窄脉宽单脉冲能量低，热效应弱；高频率，平均功率高，热效应明显，低频率（10KHz），平均功率低，热效应弱；低扫描速度，低填充密度，激光能量集中，热效应明显，高扫描速度，中等填充密度（0.02mm），激光能量分散，热效应弱。
固定脉宽，100%功率，频率由小增大，平均功率线性增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，功率趋于稳定。
固定脉宽，100%功率，频率由小增大，峰值功率增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，峰值功率呈反比例函数递减。
其他脉宽类似。
MOPA光纤激光器，脉宽可调，脉冲频率范围大，应用范围十分广泛，本文中介绍了20W MOPA光纤激光器部分常见应用，用于20W MOPA应用介绍和推广。
其中不同材料参数设置有所差异，文中参数可作为参考，如有不同之处，敬请谅解。
1.1 小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO1.2 小米充电宝阳极氧化铝标刻白色LOGO1.3 阳极氧化铝上标刻0.8mmX0.8mm黑色二维码，显微镜下可扫描2. 304不锈钢标刻2.1 304不锈钢打彩色LOGO2.2 304不锈钢名牌标刻黑色2.3 304不锈钢深雕3.部分高分子材料标刻3.1 公牛插座、苹果手机数据线等某些白色高分子材料标刻深色3.2 PA66+、PE等某些黑色高分子材料标刻浅色4. 电子器件标刻4.1 电解电容标记黑色参数4.2 PCB板标刻白色二维码和参数4.3 电镀电子器件标刻4.4 IC芯片等电子器件参数标刻5. 漆剥除5.1 汽车、电脑、手机等透光件漆剥除5.2 亚克力瓶、橡胶按键表面漆剥除5.3 电脑铝制外壳导通处漆剥除6. 铜制器件标刻6.1黄铜件标记白色尺寸参数7. 微弧氧化铝合金标刻黑色名牌8. 碳钢轴承标记黑色参数9. 铝箔、锡箔、铜箔切割10. 氧化锆陶瓷标刻黑色11. 氧化钛银黑色参数标刻12. 钛彩色标刻1.1 小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO应用介绍表面阳极氧化处理的铝制小米手机壳、结构件、铝型材等材料使用MOPA的窄脉宽4ns、6ns、8ns，可以在材料表面标刻黑色LOGO和参数。
效果分析160mm场镜聚焦光斑过小，黑色LOGO表面比较粗糙，210mm场镜聚焦光斑适中，LOGO表面比较均匀；频率过高，热效应明显，200KHz左右较为适当；功率过高，LOGO表面迎光侧看略显白色，氧化层被破坏，功率过低，LOGO表面略显本色；速度越慢，效果越黑；填充密度越小，效果越黑。
工艺参数（小米LOGO）项目参数备注场镜210mm 160mm效果黑，210mm、254mm表面均匀脉宽4ns 脉宽小，热效应少频率240KHz功率70%速度700mm/s填充密度0.0025mm填充方式弓型1.2 小米充电宝阳极氧化铝标刻白色LOGO效果分析提高峰值功率，去除材料表面氧化层。
工艺参数项目参数场镜210mm脉宽4ns频率200KHz功率80%速度1300mm/s填充密度0.03mm填充方式弓1.3 阳极氧化铝上标刻0.8mmX0.8mm黑色二维码，显微镜下可扫描工艺参数项目参数场镜254mm脉宽4ns频率100KHz功率31%速度500mm/s填充密度0.001mm填充方式弓2. 304不锈钢标刻2.1 304不锈钢打彩色LOGO应用介绍MOPA具有最大2MHz频率的脉冲输出，较高的光斑重叠可使304不锈钢呈现出不同颜色，随着光斑重叠率的上升依次呈现蓝色、金黄色、紫色、蓝色、绿色等彩色效果。
适当调节频率和功率可以改变颜色的饱和度。
彩色标刻对焦深要求比较严格，微小的差异会出现不同的效果，目前彩色标刻文字效果不均匀。
工艺参数颜色黄色1黄色2 浅蓝色1 浅蓝色2 深蓝色 黑色1 黑色2 黑色3 绿色1 白色紫红色 紫色棕色黑色4 场镜 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 254 脉宽 4 6 4 4 4 8 20 8 8 50 50 4 4 20 频率 200 200 400 100 400 200 115 250 320 30 450 700 100 115 功率6040606060506050605055307075 速度 500 1000 2000 500 1000 1000 1000 100 1000 1000 1000 1000 1000 1000 填充0.0020.0010.0020.0020.0010.0010.0020.010.0010.010.0010.0010.0020.0022.2 304不锈钢名牌标刻黑色应用介绍（老板燃气灶标识标刻） 使用420mm 场镜，高频率可以在304不锈钢表面标刻黑色文字、线条和LOGO ，效果无手感，效率高。
效果分析弓字型填充标刻字体，会使字体出现条纹。
项目 参数1 参数2 参数3 参数4 备注场镜 210mm 210mm 254mm 420mm 1.参数1适合标刻较小字体2.参数4适合大范围、无手感，效果为深色脉宽 8 ns 30 ns 20ns 30nm 频率 250KHz 90KHz 115KHz 90KHz 功率 50% 60% 75% 85% 速度 100mm/s 1000mm/s 1000mm/s 200mm/s 填充密度 0.01mm 0.002mm0.002mm0.01mm 填充方式双向双向3. 部分高分子材料标刻3.1 公牛插座、苹果手机数据线等某些白色高分子材料标刻深色 应用介绍高分子材料常用紫外激光器标刻，紫外激光器标刻原理为冷加工，几乎没有热效应。
MOPA 可通过选择窄脉宽、低频率，减小激光对材料的热效应，达到较好的效果。
效果分析（公牛插座）脉宽、频率、功率越小，热效应越小，效果越好。
工艺参数项目 参数 场镜 160mm 脉宽 6ns 频率 30KHz 功率 70% 速度 300mm/s 填充密度 0.02mm 填充方式 弓3.2 PA66+、PE 等某些黑色高分子材料标刻浅色 效果分析脉宽、频率、功率越小，热效应越小，效果越好。
工艺参数（USB 转接口）项目 参数 备注场镜 210mm 1.阻燃材料需要通氮气、或者其他方法隔绝空气脉宽 6ns 频率 30KHz 功率 90% 速度 1000mm/z 填充密度 0.02mm 填充方式 弓项目参数场镜210mm脉宽250ns频率3KHz功率95%速度500mm/z填充密度0.02mm填充方式弓4.电子器件标刻应用介绍PCB板、IC芯片、电解电容等电子器件，可使用MOPA其封装上标刻相应参数，代替传统丝印。
4.1 电解电容标记黑色参数效果分析与阳极氧化铝标刻黑色效果参数基本相同。
工艺参数项目参数场镜210mm脉宽4ns频率100KHz功率48%速度800mm/s填充密度0.001mm填充方式弓4.2 PCB板标刻白色二维码和参数效果分析PCB板表层的环氧树脂，在激光较为集中的时候，会被烧焦，使用窄脉宽，高速度，0°+90°填充会得到较好的效果。
工艺参数（二维码）项目参数场镜210mm脉宽4ns频率50功率95%速度500mm/s填充密度0.01填充方式双向，0°+90°项目参数场镜210mm脉宽4ns频率70功率95%速度500mm/s填充密度0.01填充方式弓，0°+90°4.3 电镀电子器件标刻效果分析表层镀镍的器件，标刻时必须保证镀层没有被激光打破，否则会影响器件的抗腐蚀能力。
使用窄脉宽、低频率、高峰值，可以把激光的平均功率降到最低，避免对镀层的损坏，并且保证镀层标刻的效果。
脉宽、频率、功率越小，热效应越小，效果越好。
工艺参数项目参数场镜254mm脉宽8ns频率30KHz功率90速度500mm/s填充密度0.02填充方式弓4.4 IC芯片等电子器件参数标刻效果分析此类材料较容易标刻，参数范围比较大，重点在于线条的连续性，效果的清晰度，使用大焦距场镜效果较好。
工艺参数项目参数场镜210mm脉宽8ns频率10KHz功率85%速度200mm/s填充方式单线字体5. 漆剥除应用介绍激光去除材料表面的漆层，同时对基质材料无影响，来实现透光效果，精美的图案，或者一定功能。
5.1 汽车、电脑、手机等透光件漆剥除效果分析先用长脉宽、高频率、低功率软化表面漆层，在用窄脉宽、低频率、中等功率去除漆层，不破坏底层。
工艺参数项目参数场镜160mm脉宽250ns 4ns频率500KHz 50KHz功率30% 80%速度1000mm/s 500mm/s填充密度0.02mm 0.02mm填充方式弓弓5.2 亚克力瓶、橡胶按键表面漆剥除效果分析（亚克力瓶）MOPA可通过选择窄脉宽、低频率、高扫描速度，防止激光对基质材料的热效应，同时对表面漆层去除干净，达到较好的效果。
如果漆层较厚，需要选择较大的脉宽（单脉冲能量大），同时适当减小频率。
工艺参数项目参数场镜160mm脉宽4ns频率30KHz功率70%速度800mm/s填充密度0.01mm填充方式弓5.3 电脑铝制外壳导通处漆剥除效果分析MOPA窄脉宽、高频率不仅具有高的峰值功率可轻松去除铝合金表面漆层，并且较高的频率会使效果更加细腻，同时加工速度更快。
如果选择焦距更大的场镜（330mm、420mm），需要选择较大的脉宽和相应降功率频率（提高单脉冲能量）。
工艺参数项目 参数 备注 场镜 254mm脉宽 8ns 8ns 降功率频率为250KHz ，为8ns 峰值功率最高的参数频率 250KHz 功率 95% 速度 5000mm/s 填充密度 0.05mm 填充方式 弓6. 铜制器件标刻6.1 黄铜件标记白色尺寸参数 效果分析窄脉宽，中高频率，效果更细腻。
工艺参数项目 参数 场镜 210mm 脉宽 13ns 频率 170KHz 功率 40% 速度 1500mm/s 填充密度 0.02mm 填充方式 弓7. 微弧氧化铝合金标刻黑色名牌应用介绍电脑外壳微弧氧化工艺，可使用MOPA 4ns 标刻黑色LOGO 以及相关参数，参数与阳极氧化铝基本相同。