激光20wmopa系列光纤激光器应用介绍2018.2.22

20W MOPA光纤激光器应用介绍应用工程师：无锡创永激光刘工2016年7月18日20W MOPA参数表长脉宽单脉冲能量高，热效应明显，窄脉宽单脉冲能量低，热效应弱；高频率，平均功率高，热效应明显，低频率（10KHz），平均功率低，热效应弱；低扫描速度，低填充密度，激光能量集中，热效应明显，高扫描速度，中等填充密度（），激光能量分散，热效应弱。

固定脉宽，100%功率，频率由小增大，平均功率线性增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，功率趋于稳定。

固定脉宽，100%功率，频率由小增大，峰值功率增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，峰值功率呈反比例函数递减。

其他脉宽类似。

MOPA光纤激光器，脉宽可调，脉冲频率范围大，应用范围十分广泛，本文中介绍了20W MOPA光纤激光器部分常见应用，用于20W MOPA应用介绍和推广。

其中不同材料参数设置有所差异，文中参数可作为参考，如有不同之处，敬请谅解。

1. 阳极氧化铝标刻小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO小米充电宝阳极氧化铝标刻白色LOGO阳极氧化铝上标刻黑色二维码，显微镜下可扫描2. 304不锈钢标刻304不锈钢打彩色LOGO304不锈钢名牌标刻黑色304不锈钢深雕3.部分高分子材料标刻公牛插座、苹果手机数据线等某些白色高分子材料标刻深色 PA66+、PE等某些黑色高分子材料标刻浅色4. 电子器件标刻电解电容标记黑色参数PCB板标刻白色二维码和参数电镀电子器件标刻IC芯片等电子器件参数标刻5. 漆剥除汽车、电脑、手机等透光件漆剥除亚克力瓶、橡胶按键表面漆剥除电脑铝制外壳导通处漆剥除6. 铜制器件标刻黄铜件标记白色尺寸参数7. 微弧氧化铝合金标刻黑色名牌8. 碳钢轴承标记黑色参数9. 铝箔、锡箔、铜箔切割10. 氧化锆陶瓷标刻黑色11. 氧化钛银黑色参数标刻12. 钛彩色标刻1. 阳极氧化铝标刻小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO应用介绍表面阳极氧化处理的铝制小米手机壳、结构件、铝型材等材料使用MOPA的窄脉宽4ns、6ns、8ns，可以在材料表面标刻黑色LOGO和参数。

效果分析160mm场镜聚焦光斑过小，黑色LOGO表面比较粗糙，210mm场镜聚焦光斑适中，LOGO表面比较均匀；频率过高，热效应明显，200KHz左右较为适当；功率过高，LOGO表面迎光侧看略显白色，氧化层被破坏，功率过低，LOGO表面略显本色；速度越慢，效果越黑；填充密度越小，效果越黑。

工艺参数（小米LOGO）项目参数备注场镜210mm160mm效果黑，210mm、254mm表面均匀脉宽4ns脉宽小，热效应少频率240KHz功率70%速度700mm/s填充密度填充方式弓型小米充电宝阳极氧化铝标刻白色LOGO效果分析提高峰值功率，去除材料表面氧化层。

工艺参数项目参数场镜210mm脉宽4ns频率200KHz功率80%速度1300mm/s填充密度填充方式弓阳极氧化铝上标刻黑色二维码，显微镜下可扫描工艺参数项目参数场镜254mm脉宽4ns频率100KHz功率31%速度500mm/s填充密度填充方式弓2. 304不锈钢标刻304不锈钢打彩色LOGO应用介绍MOPA具有最大2MHz频率的脉冲输出，较高的光斑重叠可使304不锈钢呈现出不同颜色，随着光斑重叠率的上升依次呈现蓝色、金黄色、紫色、蓝色、绿色等彩色效果。

适当调节频率和功率可以改变颜色的饱和度。

彩色标刻对焦深要求比较严格，微小的差异会出现不同的效果，目前彩色标刻文字效果不均匀。

工艺参数颜色黄色1黄色2浅蓝色1浅蓝色2深蓝色黑色1黑色2黑色3绿色1白色紫红色紫色棕色黑色4场镜210210210210210210210210210210210210210254脉宽464448208850504420频率20020040010040020011525032030450700100115功率6040606060506050605055307075速度50010002000500100010001000100100010001000100010001000填充304不锈钢名牌标刻黑色应用介绍（老板燃气灶标识标刻）使用420mm场镜，高频率可以在304不锈钢表面标刻黑色文字、线条和LOGO，效果无手感，效率高。

效果分析弓字型填充标刻字体，会使字体出现条纹。

工艺参数项目参数1参数2参数3参数4备注场镜210mm210mm254mm420mm 1.参数1适合标刻较小字体2.参数4适合大范围、无手感，效果为深色脉宽8 ns30 ns20ns30nm频率250KHz90KHz115KHz90KHz功率50%60%75%85%速度100mm/s1000mm/s1000mm/s200mm/s填充密度填充方式双向双向3. 部分高分子材料标刻公牛插座、苹果手机数据线等某些白色高分子材料标刻深色应用介绍高分子材料常用紫外激光器标刻，紫外激光器标刻原理为冷加工，几乎没有热效应。

MOPA可通过选择窄脉宽、低频率，减小激光对材料的热效应，达到较好的效果。

效果分析（公牛插座）脉宽、频率、功率越小，热效应越小，效果越好。

工艺参数项目参数场镜160mm脉宽6ns频率30KHz功率70%速度300mm/s填充密度填充方式弓PA66+、PE等某些黑色高分子材料标刻浅色效果分析脉宽、频率、功率越小，热效应越小，效果越好。

工艺参数（USB 转接口） 项目 参数备注 场镜210mm 1.阻燃材料需要通氮气、或者其他方法隔绝空气脉宽6ns 频率30KHz 功率90% 速度1000mm/z 填充密度填充方式 弓 工艺参数（黑色PE ）项目参数 场镜210mm 脉宽250ns 频率3KHz 功率95% 速度500mm/z 填充密度填充方式 弓4. 电子器件标刻应用介绍PCB 板、IC 芯片、电解电容等电子器件，可使用MOPA 其封装上标刻相应参数，代替传统丝印。

电解电容标记黑色参数效果分析与阳极氧化铝标刻黑色效果参数基本相同。

工艺参数项目参数场镜210mm脉宽4ns频率100KHz功率48%速度800mm/s填充密度填充方式弓PCB板标刻白色二维码和参数效果分析PCB板表层的环氧树脂，在激光较为集中的时候，会被烧焦，使用窄脉宽，高速度，0°+90°填充会得到较好的效果。

工艺参数（二维码）项目参数场镜210mm脉宽4ns频率50功率95%速度500mm/s填充密度填充方式双向，0°+90°工艺参数（参数字）项目参数场镜210mm脉宽4ns频率70功率95%速度500mm/s填充密度填充方式弓，0°+90°电镀电子器件标刻效果分析表层镀镍的器件，标刻时必须保证镀层没有被激光打破，否则会影响器件的抗腐蚀能力。

使用窄脉宽、低频率、高峰值，可以把激光的平均功率降到最低，避免对镀层的损坏，并且保证镀层标刻的效果。

脉宽、频率、功率越小，热效应越小，效果越好。

工艺参数项目参数场镜254mm脉宽8ns频率30KHz功率90速度500mm/s填充密度填充方式弓IC芯片等电子器件参数标刻效果分析此类材料较容易标刻，参数范围比较大，重点在于线条的连续性，效果的清晰度，使用大焦距场镜效果较好。

工艺参数项目参数场镜210mm脉宽8ns频率10KHz功率85%速度200mm/s填充方式单线字体5. 漆剥除应用介绍激光去除材料表面的漆层，同时对基质材料无影响，来实现透光效果，精美的图案，或者一定功能。

汽车、电脑、手机等透光件漆剥除效果分析先用长脉宽、高频率、低功率软化表面漆层，在用窄脉宽、低频率、中等功率去除漆层，不破坏底层。

工艺参数项目参数场镜160mm脉宽250ns4ns频率500KHz50KHz功率30%80%速度1000mm/s500mm/s填充密度填充方式弓弓亚克力瓶、橡胶按键表面漆剥除效果分析（亚克力瓶）MOPA可通过选择窄脉宽、低频率、高扫描速度，防止激光对基质材料的热效应，同时对表面漆层去除干净，达到较好的效果。

如果漆层较厚，需要选择较大的脉宽（单脉冲能量大），同时适当减小频率。

工艺参数项目参数场镜160mm脉宽4ns频率30KHz功率70%速度800mm/s填充密度填充方式弓电脑铝制外壳导通处漆剥除效果分析MOPA窄脉宽、高频率不仅具有高的峰值功率可轻松去除铝合金表面漆层，并且较高的频率会使效果更加细腻，同时加工速度更快。

如果选择焦距更大的场镜（330mm、420mm），需要选择较大的脉宽和相应降功率频率（提高单脉冲能量）。

工艺参数 项目 参数 备注 场镜254mm 脉宽8ns 8ns 降功率频率为250KHz ，为8ns 峰值功率最高的参数 频率250KHz 功率95% 速度5000mm/s 填充密度填充方式弓6. 铜制器件标刻黄铜件标记白色尺寸参数效果分析窄脉宽，中高频率，效果更细腻。

工艺参数项目参数 场镜210mm 脉宽13ns 频率170KHz 功率40% 速度 1500mm/s填充密度填充方式弓7. 微弧氧化铝合金标刻黑色名牌应用介绍电脑外壳微弧氧化工艺，可使用MOPA 4ns标刻黑色LOGO以及相关参数，参数与阳极氧化铝基本相同。

效果分析速度慢效果越黑。

工艺参数项目参数场镜160mm脉宽4nm频率200KHz功率40%速度1000mm/s填充密度填充方式弓8. 碳钢轴承标记黑色参数应用介绍用激光在轴承标刻黑色参数，代替传统工艺。

效果分析能量集中会导致碳钢表面效果粗糙，需要一定偏焦量。

工艺参数项目参数场镜254mm脉宽4ns频率400KHz功率95%速度500mm/s填充密度填充方式弓焦点位置偏焦9. 铝箔、锡箔、铜箔切割效果分析长脉宽具有较大的但脉冲能量，峰值功率，小焦距场镜使能量更为集中。

工艺参数（铜箔）项目参数场镜160mm脉宽250ns频率35KHz功率90%速度100mm10. 氧化锆陶瓷标刻黑色应用介绍氧化锆陶瓷，ZrO2陶瓷，Zirconia Ceramic具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。

主要应用有：Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。

效果分析功率偏低，导致线条连续性不完整。

功率过高，会导致效果偏白，表面粗糙。

工艺参数项目参数场镜254mm脉宽4ns频率400KHz功率40%速度100mm/s11. 氧化钛银黑色参数标刻应用介绍与阳极氧化铝标刻黑色参数基本相同。

频率提高，速度可适当提高。

激光器参数设置氧化层厚度5-10μm10-20μm场镜焦距160mm160mm脉宽4ns4ns填充密度脉冲频率400-800KHz150-600KHz扫描速度1000-2000mm/s500-2500mm/s功率百分比30%-50%30%-60%12.钛彩色标刻应用介绍纯钛和钛合金（俗称钛金）质地坚硬，重量较轻，可以抵制侵蚀。