O MOPA

MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) ​​je laserová architektura, která zlepšuje výstupní výkon oddělením zdroje semen (master oscilátoru) od stupně zesilování výkonu. Základní koncept spočívá v generování vysoce kvalitního signálu semenného pulzu pomocí master oscilátoru (MO), který je poté energeticky zesílen výkonovým zesilovačem (PA), což v konečném důsledku vede k vysoce výkonným laserovým pulzům s vysokou kvalitou paprsku a parametricky řiditelnými parametry. Tato architektura je široce používána v průmyslovém zpracování, vědeckém výzkumu a lékařských aplikacích.

1.Klíčové výhody zesílení MOPA

①Flexibilní a ovladatelné parametry:

- Nezávisle nastavitelná šířka impulzu:

Šířku impulsu seedpulsu lze nastavit nezávisle na zesilovacím stupni, obvykle v rozmezí od 1 ns do 200 ns.

- Nastavitelná frekvence opakování:

Podporuje širokou škálu opakovacích frekvencí pulzů, od jednotlivých pulzů až po vysokofrekvenční pulzy na úrovni MHz, pro splnění rozmanitých potřeb zpracování (např. vysokorychlostní značení a hluboké gravírování).

2Kvalita dálkových světel:
Nízkošumové charakteristiky semenného zdroje jsou zachovány i po zesílení, což zajišťuje kvalitu paprsku s téměř difrakčním omezením (M² < 1,3), vhodnou pro přesné obrábění.

3Vysoká energie a stabilita pulzu:
Díky vícestupňovému zesílení může energie jednoho pulzu dosáhnout úrovně milijoulů s minimálním kolísáním energie (<1 %), což je ideální pro vysoce přesné průmyslové aplikace.

4Možnost zpracování za studena:
Díky krátkým šířkám pulzů (např. v nanosekundovém rozsahu) lze minimalizovat tepelné účinky na materiály, což umožňuje jemné zpracování křehkých materiálů, jako je sklo a keramika.

2. Hlavní oscilátor (MO):

MO generuje nízkoenergetické, ale přesně řízené semenné pulsy. Zdrojem semen je obvykle polovodičový laser (LD) nebo vláknový laser, který produkuje pulsy přímou nebo externí modulací.

3.Výkonový zesilovač (PA):

PA využívá vláknové zesilovače (například yterbiem dopované vlákno, YDF) k zesilování semenných pulzů v několika fázích, čímž se výrazně zvyšuje energie pulzu a průměrný výkon. Konstrukce zesilovače se musí vyhnout nelineárním efektům, jako je stimulovaný Brillouinův rozptyl (SBS) a stimulovaný Ramanův rozptyl (SRS), a zároveň zachovat vysokou kvalitu paprsku.

MOPA vs. tradiční vláknové lasery s Q-switchem