MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) คือสถาปัตยกรรมเลเซอร์ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเอาต์พุตโดยแยกแหล่งสัญญาณต้นทาง (ออสซิลเลเตอร์หลัก) ออกจากขั้นตอนการขยายกำลัง แนวคิดหลักเกี่ยวข้องกับการสร้างสัญญาณพัลส์ต้นทางคุณภาพสูงด้วยออสซิลเลเตอร์หลัก (MO) ซึ่งจากนั้นจะได้รับการขยายพลังงานโดยเครื่องขยายกำลัง (PA) ส่งผลให้ส่งพัลส์เลเซอร์ที่มีกำลังสูง คุณภาพลำแสงสูง และควบคุมพารามิเตอร์ได้ในที่สุด สถาปัตยกรรมนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลทางอุตสาหกรรม การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และการใช้งานทางการแพทย์
1.ข้อได้เปรียบหลักของการขยายสัญญาณ MOPA
①พารามิเตอร์ที่ยืดหยุ่นและควบคุมได้:
- ความกว้างพัลส์ปรับได้อิสระ:
ความกว้างของพัลส์ของพัลส์เมล็ดพันธุ์สามารถปรับได้อย่างอิสระจากขั้นตอนของเครื่องขยายเสียง โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1 นาโนวินาทีถึง 200 นาโนวินาที
- อัตราการทำซ้ำที่สามารถปรับได้:
รองรับอัตราการทำซ้ำของพัลส์ที่หลากหลาย ตั้งแต่พัลส์ช็อตเดียวไปจนถึงพัลส์ความถี่สูงระดับ MHz เพื่อตอบสนองความต้องการการประมวลผลที่หลากหลาย (เช่น การทำเครื่องหมายความเร็วสูงและการแกะสลักลึก)
②คุณภาพไฟสูง:
ลักษณะสัญญาณรบกวนต่ำของแหล่งกำเนิดเมล็ดพันธุ์จะคงอยู่หลังการขยาย ทำให้ได้คุณภาพลำแสงที่มีการจำกัดการเลี้ยวเบนเกือบสมบูรณ์ (M² < 1.3) ซึ่งเหมาะสำหรับการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ
③พลังงานพัลส์สูงและเสถียรภาพ:
ด้วยการขยายหลายขั้นตอน พลังงานพัลส์เดียวสามารถเข้าถึงระดับมิลลิจูลโดยมีความผันผวนของพลังงานน้อยที่สุด (<1%) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำสูง
④ความสามารถในการแปรรูปแบบเย็น:
ด้วยความกว้างพัลส์ที่สั้น (เช่น ในช่วงนาโนวินาที) ก็สามารถลดผลกระทบจากความร้อนต่อวัสดุให้เหลือน้อยที่สุด ทำให้สามารถประมวลผลวัสดุเปราะบาง เช่น แก้วและเซรามิกได้อย่างละเอียด
2. มาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์ (MO):
MO สร้างพัลส์เมล็ดที่มีพลังงานต่ำแต่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ แหล่งเมล็ดโดยทั่วไปคือเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ (LD) หรือเลเซอร์ไฟเบอร์ ซึ่งสร้างพัลส์ผ่านการปรับโดยตรงหรือภายนอก
3.เพาเวอร์แอมป์ (PA):
PA ใช้เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ (เช่น ไฟเบอร์ที่เจือด้วยอิตเทอร์เบียม หรือ YDF) เพื่อขยายพัลส์เมล็ดพืชในหลายขั้นตอน ช่วยเพิ่มพลังงานพัลส์และกำลังเฉลี่ยได้อย่างมาก การออกแบบเครื่องขยายสัญญาณต้องหลีกเลี่ยงเอฟเฟกต์ที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่น การกระเจิงบริลลูอินที่กระตุ้น (SBS) และการกระเจิงรามานที่กระตุ้น (SRS) ในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพลำแสงให้สูง
MOPA เทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์ Q-Switched แบบดั้งเดิม
| คุณสมบัติ | โครงสร้าง MOPA | เลเซอร์ Q-Switched แบบดั้งเดิม |
| การปรับความกว้างของพัลส์ | ปรับได้อย่างอิสระ (1–500 ns) | คงที่ (ขึ้นอยู่กับ Q-switch โดยทั่วไปคือ 50–200 ns) |
| อัตราการทำซ้ำ | ปรับได้กว้าง (1 kHz–2 MHz) | ช่วงคงที่หรือแคบ |
| ความยืดหยุ่น | สูง (พารามิเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้) | ต่ำ |
| สถานการณ์การใช้งาน | เครื่องจักรกลที่มีความแม่นยำ การทำเครื่องหมายความถี่สูง การประมวลผลวัสดุพิเศษ | การตัดทั่วไป, การทำเครื่องหมาย |
เวลาโพสต์ : 15 พ.ค. 2568