Über MOPA

MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) ​​ist eine Laserarchitektur, die die Ausgangsleistung durch die Trennung der Seed-Quelle (Master-Oszillator) von der Leistungsverstärkungsstufe verbessert. Das Kernkonzept besteht darin, mit dem Master-Oszillator (MO) ein hochwertiges Seed-Pulssignal zu erzeugen, das anschließend vom Leistungsverstärker (PA) energieverstärkt wird und so leistungsstarke, hochwertige und parametersteuerbare Laserpulse liefert. Diese Architektur findet breite Anwendung in der industriellen Verarbeitung, der wissenschaftlichen Forschung und in medizinischen Anwendungen.

1.Hauptvorteile der MOPA-Verstärkung

①Flexible und steuerbare Parameter:

- Unabhängig einstellbare Impulsbreite:

Die Impulsbreite des Seed-Impulses kann unabhängig von der Verstärkerstufe eingestellt werden und liegt typischerweise im Bereich von 1 ns bis 200 ns.

- Einstellbare Wiederholungsrate:

Unterstützt eine große Bandbreite an Impulswiederholungsraten, vom Einzelschuss bis zu Hochfrequenzimpulsen im MHz-Bereich, um unterschiedlichen Verarbeitungsanforderungen gerecht zu werden (z. B. Hochgeschwindigkeitsmarkierung und Tiefengravur).

②Fernlichtqualität:
Die rauscharmen Eigenschaften der Seed-Quelle bleiben nach der Verstärkung erhalten und liefern eine nahezu beugungsbegrenzte Strahlqualität (M² < 1,3), die für die Präzisionsbearbeitung geeignet ist.

③Hohe Pulsenergie und Stabilität:
Durch mehrstufige Verstärkung kann die Einzelimpulsenergie den Millijoule-Bereich mit minimaler Energieschwankung (<1 %) erreichen, ideal für hochpräzise industrielle Anwendungen.

④Kaltverarbeitungsfähigkeit:
Durch kurze Pulsbreiten (z. B. im Nanosekundenbereich) können thermische Auswirkungen auf Materialien minimiert werden, was eine Feinbearbeitung spröder Materialien wie Glas und Keramik ermöglicht.

2. Master-Oszillator (MO):

Der MO erzeugt leistungsarme, aber präzise gesteuerte Seed-Pulse. Die Seed-Quelle ist typischerweise ein Halbleiterlaser (LD) oder ein Faserlaser, der die Pulse durch direkte oder externe Modulation erzeugt.

3.Leistungsverstärker (PA):

Der PA verwendet Faserverstärker (z. B. Ytterbium-dotierte Fasern, YDF), um die Seed-Pulse mehrstufig zu verstärken und so die Pulsenergie und die Durchschnittsleistung deutlich zu steigern. Das Verstärkerdesign muss nichtlineare Effekte wie stimulierte Brillouin-Streuung (SBS) und stimulierte Raman-Streuung (SRS) vermeiden und gleichzeitig eine hohe Strahlqualität gewährleisten.

MOPA vs. herkömmliche gütegeschaltete Faserlaser