MOPA 和 Q 開關光纖激光器

MOPA是Master Oscillator Power Amplifier（主振蕩器功率放大器）的縮寫，MOPA激光器是指激光振蕩器和放大器級聯的激光器結構。在工業界，MOPA激光器是指由半導體激光種子源和電脈沖驅動的光纖放大器組成的獨特的、更“智能”的納秒脈沖光纖激光器。

它的“智能”主要體現在輸出脈沖寬度可獨立可調（范圍從2納秒到500納秒），重復頻率可高達兆赫茲。調Q光纖激光器的種子源結構是在光纖振蕩腔中插入損耗調制器，通過周期性調制腔內光損耗，產生具有一定脈沖寬度的納秒級脈沖光輸出。

納秒脈沖激光器被人們熟知應用于金屬打標、焊接、清洗、切割等工業領域。作為納秒脈沖激光器的兩大實現方式，MOPA結構和調Q結構到底有哪些區別和優勢呢？針對這個經常困擾大家的問題，我們將從激光器內部結構、輸出光學參數以及應用場景等方面進行簡單的分析。

內部結構對比

MOPA光纖激光發生器與調Q光纖激光發生器內部結構及原理對比。

MOPA光纖激光器與調Q光纖激光器內部結構的區別主要在于脈沖種子光信號的產生方式。

MOPA光纖激光器脈沖種子光信號是由電脈沖驅動半導體激光器芯片產生的，即通過驅動電信號來調制輸出光信號，因此具有很強的產生不同脈沖參數（脈沖寬度、重復頻率、脈沖形狀和功率）的能力。

調Q光纖激光器的脈沖種子光信號通過周期性地增加或減少諧振腔內的光損耗產生脈沖光輸出，結構簡單，具有價格優勢，但受調Q器件的影響，脈沖參數受到限制。

光學參數比較

MOPA光纖激光器輸出脈沖寬度獨立可調，MOPA光纖激光器脈沖寬度任意可調（范圍2ns~500ns），脈沖寬度越窄，熱影響區越小，可獲得越高的加工精度；調Q光纖激光器輸出脈沖寬度不可調，輸出脈沖寬度一般不變，為80ns~140ns的一個固定值。

MOPA光纖激光器具有更寬的重復頻率范圍，MOPA激光器重復頻率可以達到MHz級的高頻輸出，高重復頻率意味著高加工效率，且MOPA在高重復頻率條件下依然能保持較高的峰值功率特性。由于Q開關工作條件的限制，Q開關光纖激光器輸出頻率范圍較窄，高頻只能達到~100kHz。

應用比較

MOPA與傳統PA在應用上的差異 激光打標機 和Q-Switch激光打標機。

JPT MOPA光纖激光發生器

Raycus Q 開關光纖激光發生器

鋁板剝離表面應用

現在電子產品越來越薄，很多手機、平板、電腦都采用了很薄的氧化鋁作為產品的外殼。使用激光Q開關在薄鋁板上打標導電位，容易導致材料變形，背面產生“凸包”，直接影響美觀。MOPA激光器的脈寬參數越小，可以使材料不易變形，底紋更加細膩亮白。這是由于MOPA激光器采用的脈寬參數可以使激光停留在材料上的時間變短，而足夠高的能量可以去除陽極層，所以對于薄鋁板表面剝離陽極的處理，MOPA激光器是比較好的選擇。

陽極氧化鋁的黑色標記應用

利用激光在陽極氧化鋁表面打出黑色的標記、模型和文字，這一應用在近2年逐漸被蘋果、華為、聯想、三星等電子廠商廣泛使用，用于電子產品外殼上打出黑色的商標、模型等標記。對于這一類的應用，目前只有MOPA激光器可以進行處理。由于具有較寬的脈沖寬度和脈沖頻率調節范圍，MOPA激光器通過較窄的脈沖寬度和較高的頻率參數可以在材料表面打出黑色的效果，通過不同的參數組合還可以打出不同灰度的標記效果。

電子、半導體、ITO精密加工應用

在電子、半導體、ITO等精密加工中，主要需要用到精細的線條打標，Q開關激光器由于結構原因，不能調節脈寬參數，所以線條很難做到精細，而MOPA激光器可以靈活調整脈寬和頻率參數，不僅可以把線條打得精細，而且還可以解決邊緣不光滑的問題。

除了以上幾種應用案例外，MOPA激光與Q開關激光還有許多不同的應用，下面列舉一些典型的應用示例：

在以上介紹的比較中，我們可以看到MOPA光纖激光打標機可以取代Q開關 光纖激光雕刻機 在許多應用中。在一些更高端的應用中，MOPA光纖激光雕刻機比Q開關光纖激光打標系統更好。

技術參數對比

MOPA與Q開關激光打標機技術參數異同

了解有關不同光纖激光打標機的更多信息

MOPA光纖激光打標機	Q開關光纖激光打標機

結語

總而言之，MOPA光纖激光器相比調Q光纖激光器，激光參數覆蓋范圍更廣，調節方式更靈活，應用范圍更全面，在相同功率的情況下，調Q光纖激光器更具有成本優勢，因此，這2種激光器結構在納秒脈沖激光加工應用市場呈現互補狀態。