Om MOPA

MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) ​​er en laserarkitektur, der forbedrer outputydelsen ved at adskille seed-kilden (masteroscillator) fra effektforstærkningstrinnet. Kernekonceptet involverer generering af et seed-pulssignal af høj kvalitet med masteroscillatoren (MO), som derefter energiforstærkes af effektforstærkeren (PA), hvilket i sidste ende leverer højtydende laserpulser af høj strålekvalitet og parameterstyrbare. Denne arkitektur er meget anvendt i industriel forarbejdning, videnskabelig forskning og medicinske applikationer.

1.Vigtigste fordele ved MOPA-forstærkning

①Fleksible og kontrollerbare parametre:

- Uafhængigt justerbar pulsbredde:

Pulsbredden af ​​frøpulsen kan justeres uafhængigt af forstærkertrinnet, typisk fra 1 ns til 200 ns.

- Justerbar gentagelsesfrekvens:

Understøtter en bred vifte af pulsgentagelseshastigheder, fra single-shot til højfrekvente pulser på MHz-niveau, for at imødekomme forskellige behandlingsbehov (f.eks. højhastighedsmærkning og dybgravering).

②Fjernlyskvalitet:
Frøkildens støjsvage egenskaber bevares efter forstærkning, hvilket leverer en næsten diffraktionsbegrænset strålekvalitet (M² < 1,3), der er egnet til præcisionsbearbejdning.

③Høj pulsenergi og stabilitet:
Med flertrinsforstærkning kan enkeltpulsenergi nå millijoule-niveauet med minimal energiudsving (<1%), hvilket er ideelt til industrielle applikationer med høj præcision.

④Koldbehandlingskapacitet:
Med korte pulsbredder (f.eks. i nanosekundområdet) kan termiske effekter på materialer minimeres, hvilket muliggør finbearbejdning af sprøde materialer som glas og keramik.

2. Masteroscillator (MO):

MO'en genererer laveffekt, men præcist styrede frøpulser. Frøkilden er typisk en halvlederlaser (LD) eller fiberlaser, der producerer pulser via direkte eller ekstern modulation.

3.Effektforstærker (PA):

PA'en bruger fiberforstærkere (såsom ytterbium-dopet fiber, YDF) til at forstærke frøpulserne i flere trin, hvilket øger pulsenergien og den gennemsnitlige effekt betydeligt. Forstærkerdesignet skal undgå ikke-lineære effekter såsom stimuleret Brillouin-spredning (SBS) og stimuleret Raman-spredning (SRS), samtidig med at den høje strålekvalitet opretholdes.

MOPA vs. traditionelle Q-switchede fiberlasere