MOPA (Master Oscillator Power Amplifier), toxum mənbəyini (master oscillator) güc gücləndirmə mərhələsindən ayırmaqla çıxış performansını artıran lazer arxitekturasıdır. Əsas konsepsiya, master oscillator (MO) ilə yüksək keyfiyyətli toxum impuls siqnalının yaradılmasını əhatə edir, bu siqnal daha sonra güc gücləndiricisi (PA) tərəfindən enerji ilə gücləndirilir və nəticədə yüksək güclü, yüksək şüa keyfiyyətinə malik və parametrlə idarə olunan lazer impulsları verir. Bu arxitektura sənaye emalı, elmi tədqiqatlar və tibbi tətbiqlərdə geniş istifadə olunur.
1.MOPA gücləndirməsinin əsas üstünlükləri
①Çevik və İdarə Olunan Parametrlər:
- Müstəqil olaraq tənzimlənən impuls eni:
Toxum impulsunun impuls eni gücləndirici mərhələsindən asılı olmayaraq tənzimlənə bilər və adətən 1 ns-dən 200 ns-ə qədər dəyişir.
- Tənzimlənən Təkrarlanma Tezliyi:
Müxtəlif emal ehtiyaclarını (məsələn, yüksək sürətli işarələmə və dərin oyma) ödəmək üçün tək vuruşludan MHz səviyyəli yüksək tezlikli impulslara qədər geniş impuls təkrarlama sürətlərini dəstəkləyir.
②Yüksək Şüa Keyfiyyəti:
Toxum mənbəyinin aşağı səs-küy xüsusiyyətləri gücləndirildikdən sonra da qorunub saxlanılır və dəqiq emal üçün uyğun olan, difraksiya ilə məhdud şüa keyfiyyəti (M² < 1.3) təmin edir.
③Yüksək Nəbz Enerjisi və Sabitliyi:
Çoxmərhələli gücləndirmə ilə tək impulslu enerji minimal enerji dalğalanması (<1%) ilə millijoul səviyyəsinə çata bilər və yüksək dəqiqlikli sənaye tətbiqləri üçün idealdır.
④Soyuq emal qabiliyyəti:
Qısa impuls genişlikləri ilə (məsələn, nanosaniyə diapazonunda) materiallara istilik təsirləri minimuma endirilə bilər və bu da şüşə və keramika kimi kövrək materialların incə emalına imkan verir.
2. Master Osilator (MO):
MO aşağı güclü, lakin dəqiq idarə olunan toxum impulsları yaradır. Toxum mənbəyi adətən birbaşa və ya xarici modulyasiya yolu ilə impulslar istehsal edən yarımkeçirici lazer (LD) və ya lif lazeridir.
3.Gücləndirici (PA):
PA, impuls enerjisini və orta gücü əhəmiyyətli dərəcədə artıraraq, toxum impulslarını bir neçə mərhələdə gücləndirmək üçün lif gücləndiricilərindən (məsələn, ytterbiumla zənginləşdirilmiş lif, YDF) istifadə edir. Gücləndiricinin dizaynı yüksək şüa keyfiyyətini qoruyarkən, stimullaşdırılmış Brillouin səpələnməsi (SBS) və stimullaşdırılmış Raman səpələnməsi (SRS) kimi qeyri-xətti təsirlərdən qaçınmalıdır.
MOPA və Ənənəvi Q-Kommutasiyalı Lif Lazerləri
| Xüsusiyyət | MOPA strukturu | Ənənəvi Q-Kommutasiyalı Lazerlər |
| İmpuls Genişliyinin Tənzimlənməsi | Müstəqil olaraq tənzimlənən (1–500 ns) | Sabit (Q-keçidindən asılı olaraq, adətən 50–200 ns) |
| Təkrarlanma nisbəti | Geniş şəkildə tənzimlənən (1 kHz–2 MHz) | Sabit və ya dar diapazon |
| Çeviklik | Yüksək (proqramlaşdırıla bilən parametrlər) | Aşağı |
| Tətbiq Ssenariləri | Dəqiq emal, yüksək tezlikli işarələmə, xüsusi material emalı | Ümumi kəsmə, işarələmə |
Yayımlanma vaxtı: 15 may 2025