Qu'est-ce que le laser MOPA : Tout ce que vous devez savoir ?

Par Raymond Lei - Mis à jour le 16 juillet 2025

Vous vous intéressez aux machines de gravure laser ? Vous avez probablement entendu parler des lasers MOPA. Ils sont connus pour leurs capacités supérieures en matière de gravure et de marquage sur métal. Mais que trouve-t-on à l'intérieur d'un laser MOPA qui le rend si spécial ? En quoi est-il différent des lasers à fibre classiques disponibles sur le marché ?

Dans cet article, nous allons passer en revue tout ce qu'il faut savoir sur les lasers MOPA, en commençant par leur concept de base et leur principe de fonctionnement, jusqu'à leurs points forts et leurs limites.

Nous examinerons également comment le MOPA se compare à d'autres types de lasers courants afin que vous puissiez comprendre ses avantages concrets.

Dans cet article

1. Laser MOPA : les notions de base à connaître
2. Comment fonctionne le laser MOPA ?
3. Avantages et inconvénients
4. En quoi le laser MOPA est-il différent des autres lasers ?
5. Applications du laser MOPA
6. xTool F2 Ultra : le graveur au laser MOPA ultime
7. Conclusion

Laser MOPA : les notions de base à connaître

Pour comprendre l’architecture d’un laser MOPA, vous devez d’abord comprendre comment fonctionnent les graveurs au laser à un niveau de base. Un faisceau laser est créé en amplifiant la lumière à l'intérieur d'un matériau spécial appelé milieu amplificateur. Dans les lasers traditionnels, il y a souvent un compromis entre la puissance et le contrôle. Par exemple, augmenter la puissance peut limiter la précision avec laquelle vous pouvez façonner ou synchroniser les impulsions. Mais le MOPA change cela.

MOPA est l'acronyme de « Master Oscillator Power Amplifier » (amplificateur de puissance à oscillateur maître), et ce nom définit à lui seul le processus de création du laser à deux étapes. L'oscillateur maître génère un faisceau laser de faible puissance présentant des caractéristiques spécifiques, tandis que l’amplificateur de puissance augmente la puissance de ce faisceau sans en altérer les propriétés d'origine.

Cela vous semble encore un peu technique ? En termes simples, le MOPA est une version plus contrôlable d’un laser à fibre. Vous pouvez contrôler la vitesse d'impulsion, la puissance et la durée de chaque impulsion. Grâce à ce contrôle précis, les lasers MOPA sont capables de réaliser des tâches difficiles pour d'autres lasers comme par exemple la gravure en couleur sur des métaux ou des plastiques fins.

xTool F2 Ultra

Le premier graveur au laser MOPA 60 W et Diode 40 W au monde

Pour en savoir plus

Comment fonctionne le laser MOPA ?

Voici comment fonctionnent les lasers MOPA - nous avons décrit les étapes de base :

Phase 1 : Génération d'impulsion initial (oscillateur maître)

Le processus commence dans l'oscillateur maître, généralement une diode laser à faible puissance ou un laser à fibre. Ce composant génère le faisceau laser initial, appelé impulsion initiale.

Phase 2 : Contrôle électronique des paramètres d’impulsion

L'oscillateur maître dans une configuration MOPA est piloté par des signaux électroniques, ce qui permet un contrôle total sur :

- La durée d'impulsion (courte ou longue, par exemple de 2 à 500 ns).

- La fréquence de répétition (généralement comprise entre 20 kHz et 1 MHz).

- La fréquence de sortie et l’énergie d’impulsion.

Phase 3 : Amplification du signal (étage d’amplification de puissance)

L'impulsion source est ensuite transmise à l'amplificateur de puissance, généralement une fibre dopée à l'Ytterbium, qui amplifie considérablement la puissance du faisceau. Ce processus s'effectue sans modifier la forme ni la qualité de l'impulsion.

Phase 4 : Émission d’un faisceau laser de haute puissance

Après amplification, le faisceau laser final est désormais très énergétique, mais conserve toujours la synchronisation et la structure exactes définies par l'oscillateur maître. Le faisceau laser sort de la machine et est dirigé vers la pièce à usiner par l'intermédiaire d'un système optique.

Phase 5 : Traitement des matériaux

Le faisceau interagit avec le matériau en fonction des paramètres d’impulsion sélectionnés :

- Les impulsions courtes créent des marques nettes avec un faible impact thermique.

- Des impulsions plus longues ou des taux de répétition élevés peuvent créer des marques colorées ou retirer davantage de matière.

Avantages et inconvénients

Comme toute autre technologie laser, le laser MOPA présente un ensemble d'avantages et de limites qui lui sont propres. Examinons de plus près ces deux aspects.

Avantages du laser MOPA

- Durée d’impulsion réglable : la durée d'impulsion du laser MOPA peut être réglée entre 2 et 500 ns, ce qui permet un traitement personnalisé des matériaux sensibles sans les endommager.

- Contraste élevé et lisibilité : il permet de produire des marques claires et très contrastées sur les plastiques et les métaux, ce qui améliore la lisibilité.

- Marquage en couleur : la coloration d'un procédé métallique nécessite une personnalisation précise de la puissance et des fréquences plus élevées. Comme tout est géré et mieux contrôlé, le marquage en couleur sur divers métaux est réalisable.

- Faible entretien et longue durée de vie : comme les lasers à fibre standard, les lasers MOPA nécessitent un entretien minimal, ont une longue durée de vie (jusqu'à 100 000 heures) et utilisent un refroidissement par air.

Inconvénients du laser MOPA

- Coût plus élevé : les lasers MOPA sont généralement plus chers que les lasers à fibre à Commutation Q en raison de leur technologie avancée.

- Marquage couleur plus lent : la gravure en couleur nécessite des fréquences élevées et des effets de hachures minimaux, ce qui peut ralentir le processus par rapport au marquage standard.

En quoi le laser MOPA est-il différent des autres lasers ?

En général, les types de lasers sont définis en fonction du type de milieu amplificateur, c'est-à-dire le matériau qui amplifie la lumière. Les lasers à fibre, à CO2 et à diode sont couramment utilisés dans les machines laser de bureau. Le MOPA appartient également à la catégorie des lasers à fibre, mais il est légèrement différent des lasers à fibre standard.

Voici un bref aperçu des différences entre le MOPA et les autres solutions. Cela vous aidera à comprendre en quoi il se distingue et dans quels cas il constitue le meilleur choix.

Laser MOPA vs Laser à fibre (laser à Commutation Q)

Le MOPA est un type de laser à fibre puisqu'il utilise le même milieu amplificateur. Cependant, ici, lorsque nous parlons de « lasers à fibre », nous faisons généralement référence au type à Commutation Q, qui est courant et standard dans la plupart des machines laser de bureau.

La première différence majeure entre les lasers à fibre standard et les lasers MOPA réside dans le contrôle des impulsions. Les lasers à fibre à Commutation Q ont une durée d'impulsion fixe, généralement d'environ 120 ns. En revanche, les lasers MOPA ont des durées d'impulsion variables, allant de 2 ns à 500 ns. De même, la fréquence d'impulsion des lasers à fibre classiques varie entre 20 et 100 kHz, tandis que celle des lasers MOPA peut aller de 20 kHz à 1 MHz.

Cette flexibilité d'impulsion confère au MOPA un avantage majeur, en particulier pour la gravure sur des matériaux fins ou sensibles à la chaleur, tels que les plastiques, où les lasers à fibre standard pourraient provoquer des brûlures. De plus, les systèmes MOPA nécessitent généralement moins d'entretien et ont souvent une durée de vie plus longue que les lasers à fibre à Commutation Q classiques.

Lasers MOPA vs Lasers à diode

Les lasers à diode constituent une catégorie à part. Ils utilisent une source lumineuse à semi-conducteur, fonctionnent à une longueur d'onde différente et ont généralement une puissance de sortie plus faible. Ils sont particulièrement adaptés aux matériaux organiques tels que le bois, le cuir, le papier et les tissus, ou aux gravures peu profondes.

En comparaison, les lasers MOPA offrent une puissance et une intensité de faisceau beaucoup plus élevées, ce qui les rend idéaux pour le marquage et la gravure des métaux et des matériaux résistants. Alors que les lasers à diode sont populaires dans les machines laser abordables ou d'entrée de gamme, les lasers MOPA sont considérés comme plus haut de gamme, tant en termes de prix que de performances.

Lasers MOPA vs Lasers au CO2

Les lasers au CO2 utilisent un tube à base de gaz et émettent de la lumière à une longueur d'onde de 10,6 µm, ce qui fonctionne très bien sur les matériaux non métalliques tels que le bois, l'acrylique, le verre, le cuir et le caoutchouc. Cependant, ils ne peuvent pas graver les métaux nus à moins qu'un revêtement spécial ne soit appliqué, car la majeure partie de la lumière laser (de cette longueur d'onde particulière) se reflète simplement sur les surfaces métalliques.

Les lasers MOPA sont spécialement conçus pour les métaux et les plastiques. Ils ne conviennent pas aux matériaux tels que le bois ou l'acrylique transparent, pour lesquels il est préférable d'utiliser des lasers au CO2.

Applications du laser MOPA

Les lasers MOPA sont très polyvalents et utilisés dans divers secteurs industriels en raison de leur précision et de leur flexibilité. Parmi leurs principales applications, on peut citer :

Marquage en couleur

L'une des caractéristiques les plus remarquables des lasers MOPA est leur capacité à produire des couleurs vives sur des métaux tels que l'acier inoxydable et le titane. En ajustant la durée et la fréquence des impulsions, de fines couches d'oxyde se forment à la surface du métal, créant ainsi des couleurs d'interférence. Cette technique est largement utilisée dans la joaillerie, l'horlogerie, pour les marques et les emballages de luxe.

Marquage noir

Les lasers MOPA sont également efficaces pour créer des marquages noirs profonds sur l'aluminium anodisé, couramment utilisé dans l'électronique et les appareils grand public. Ce marquage non réfléchissant est idéal pour les smartphones, les tablettes, les ordinateurs portables et les accessoires qui nécessitent des marquages de certification ou des identifiants uniques.

Marquage des dispositifs médicaux

Dans le domaine médical, les appareils et les instruments chirurgicaux doivent être marqués de manière biocompatible et stérile. Les lasers MOPA permettent de produire des marquages très contrastés et résistants à la corrosion qui survivent à des passivations et stérilisations répétées.

Ablation au laser

Les lasers MOPA peuvent également effectuer une ablation au laser, c'est-à-dire retirer de manière contrôlée la peinture ou les revêtements des surfaces. Un exemple courant est le marquage jour/nuit dans l'industrie automobile, où la peinture est retirée de manière sélective des panneaux rétroéclairés afin de laisser passer la lumière par derrière.

Bijouterie

Pour la gravure sur or, argent, platine et autres métaux, les lasers MOPA offrent une grande précision et la possibilité de créer des motifs personnalisés ou des accentuations de couleur. Il est également possible de réaliser des images ou des portraits colorés sur des bijoux.

Découpe de précision de métaux fins

Bien qu'ils ne soient pas conçus pour les découpes lourdes, les lasers MOPA peuvent être utilisés pour découper avec précision des feuilles métalliques fines (par exemple, de l'acier inoxydable, du laiton ou des feuilles de cuivre). Vous pouvez par exemple découper des étiquettes personnalisées, des plaques signalétiques, des composants électroniques ou des pochoirs.

xTool F2 Ultra – Le graveur laser MOPA ultime

Si vous envisagez d'acheter un laser MOPA, le xTool F2 Ultra est sans conteste l'une des options les plus avancées du marché. Il s'agit de la première machine au monde à combiner un puissant laser à fibre MOPA de 60 W et un laser à diode de 40 W, vous offrant ainsi le meilleur des deux mondes.

Le module laser MOPA 60 W traite les métaux, tandis que le laser à diode prend en charge les matériaux non métalliques et organiques tels que le bois, le cuir, l'acrylique, etc. Non seulement vous pouvez graver des métaux, mais avec MOPA, vous disposez de plus de 100 possibilités de couleurs, y compris des dégradés, des nuances et même des effets holographiques sur l'acier inoxydable.

Sa vitesse est également impressionnante : la F2 Ultra peut graver jusqu’à 15 000 mm/s, une vitesse que l'on ne trouve généralement que sur les grandes machines industrielles.

Vous avez besoin de gravures profondes ou de textures en relief ? Le F2 Ultra peut les réaliser facilement. Il est également capable de découper le métal, jusqu’à 2 mm d’acier inoxydable en un seul passage, et jusqu'à 23 mm d'épaisseur pour le bois.

Ce qui rend cette machine encore plus intelligente, c'est son flux de travail alimenté par l'IA. Les deux caméras de 48 MP agissent comme les « yeux » du système, capturant votre espace de travail en temps réel. Une fois que vous avez téléchargé votre conception, le logiciel détecte, ajuste et applique automatiquement les paramètres, y compris les paramètres de gravure des couleurs, qui sont généralement complexes à configurer manuellement.

La F2 Ultra garde les choses compactes, restant fidèle à la philosophie de conception de la série F. Il offre une zone de travail de 220 x 220 mm, qui peut être étendue jusqu’à 220 x 500 mm à l'aide de l'accessoire convoyeur. Le convoyeur permet également la gravure par lots, ce qui vous permet de graver plusieurs articles en une seule fois, ce qui est parfait pour les productions en série.

La machine est entièrement fermée, ce qui permet de contenir les fumées nocives. Un système à évacuation dédié assure une ventilation rapide et sûre. Le couvercle translucide permet une bonne visibilité pendant le fonctionnement tout en empêchant les fuites de lumière. Elle comprend également des capteurs de sécurité intégrés pour les arrêts d'urgence et un contrôleur à écran tactile pour un contrôle en temps réel.

xTool F2 Ultra

Le premier graveur au laser MOPA 60 W et Diode 40 W au monde

Pour en savoir plus

Conclusion

Le MOPA est en effet une technologie innovante qui permet de contrôler la puissance du laser, ouvrant ainsi tout un éventail de possibilités. Certes, elle est coûteuse par rapport à d'autres technologies laser, mais son efficacité et sa durée de vie plus longue justifient son prix.

Le MOPA est dédié à la gravure sur métal uniquement. C'est pourquoi xTool vous propose une solution complète sous la forme du xTool F2 Ultra. Une combinaison de fibre MOPA 60 W et de diode 40 W vous permet de graver presque tous les matériaux, qu'il s'agisse de plastique, de métal ou de bois.

Pour plus de questions, s’il vous plaît rejoignez notre groupe Facebook pour vous inspirer !