MOPA (تقویتکننده توان نوسانساز اصلی) یک معماری لیزری است که با جدا کردن منبع اولیه (نوسانساز اصلی) از مرحله تقویت توان، عملکرد خروجی را افزایش میدهد. مفهوم اصلی شامل تولید یک سیگنال پالس اولیه با کیفیت بالا توسط نوسانساز اصلی (MO) است که سپس توسط تقویتکننده توان (PA) از نظر انرژی تقویت میشود و در نهایت پالسهای لیزری با توان بالا، کیفیت پرتو بالا و قابل کنترل با پارامتر را ارائه میدهد. این معماری به طور گسترده در پردازشهای صنعتی، تحقیقات علمی و کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد.
۱.مزایای کلیدی تقویت MOPA
۱. (۱)پارامترهای انعطافپذیر و قابل کنترل:
- پهنای پالس قابل تنظیم مستقل:
پهنای پالس اولیه را میتوان مستقل از طبقه تقویتکننده تنظیم کرد، که معمولاً از ۱ نانوثانیه تا ۲۰۰ نانوثانیه متغیر است.
- نرخ تکرار قابل تنظیم:
از طیف گستردهای از نرخهای تکرار پالس، از پالسهای تکضربی تا پالسهای فرکانس بالای سطح مگاهرتز، برای برآورده کردن نیازهای پردازشی متنوع (مانند علامتگذاری با سرعت بالا و حکاکی عمیق) پشتیبانی میکند.
②کیفیت پرتو بالا:
ویژگیهای کمنویز منبع بذر پس از تقویت حفظ میشوند و کیفیت پرتو تقریباً محدود به پراش (M² < 1.3) را ارائه میدهند که برای ماشینکاری دقیق مناسب است.
۳. (۳)انرژی پالس بالا و پایداری:
با تقویت چند مرحلهای، انرژی تک پالس میتواند با حداقل نوسان انرژی (<1%) به سطح میلیژول برسد، که برای کاربردهای صنعتی با دقت بالا ایدهآل است.
④قابلیت پردازش سرد:
با عرض پالسهای کوتاه (مثلاً در محدوده نانوثانیه)، اثرات حرارتی روی مواد را میتوان به حداقل رساند و امکان پردازش دقیق مواد شکننده مانند شیشه و سرامیک را فراهم کرد.
2. نوسانگر اصلی (MO):
MO پالسهای بذر کمتوان اما دقیقاً کنترلشده تولید میکند. منبع بذر معمولاً یک لیزر نیمهرسانا (LD) یا لیزر فیبری است که از طریق مدولاسیون مستقیم یا خارجی پالس تولید میکند.
3.تقویتکننده توان (PA):
تقویتکننده توان از تقویتکنندههای فیبری (مانند فیبر آلاییده با ایتربیوم، YDF) برای تقویت پالسهای اولیه در چندین مرحله استفاده میکند که به طور قابل توجهی انرژی پالس و توان متوسط را افزایش میدهد. طراحی تقویتکننده باید از اثرات غیرخطی مانند پراکندگی بریلوئن القایی (SBS) و پراکندگی رامان القایی (SRS) جلوگیری کند، در حالی که کیفیت بالای پرتو را حفظ میکند.
MOPA در مقابل لیزرهای فیبری سنتی Q-switched
ویژگی | ساختار MOPA | لیزرهای سنتی Q-switched |
تنظیم پهنای پالس | قابل تنظیم مستقل (1-500 نانوثانیه) | ثابت (وابسته به Q-switch، معمولاً ۵۰ تا ۲۰۰ نانوثانیه) |
نرخ تکرار | قابل تنظیم گسترده (۱ کیلوهرتز تا ۲ مگاهرتز) | محدوده ثابت یا محدود |
انعطافپذیری | بالا (پارامترهای قابل برنامهریزی) | کم |
سناریوهای کاربردی | ماشینکاری دقیق، علامت گذاری با فرکانس بالا، پردازش مواد ویژه | برش عمومی، علامت گذاری |
زمان ارسال: ۱۵ مه ۲۰۲۵