Oprava polovodičového vláknového laseru JDSU

JDSU (nyní Lumentum a Viavi Solutions) je přední optoelektronická společnost na světě. Její laserové produkty jsou široce používány v optických komunikacích, průmyslovém zpracování, vědeckém výzkumu a lékařských oborech. Lasery JDSU jsou známé svou vysokou stabilitou, dlouhou životností a přesným ovládáním. Patří mezi ně především polovodičové lasery, vláknové lasery a pevnolátkové lasery.

2. Funkce a struktury JDSU laserů

1. Hlavní funkce

Optická komunikace: používá se pro vysokorychlostní komunikaci optických vláken (jako jsou systémy DWDM, optické moduly).

Průmyslové zpracování: laserové značení, řezání, svařování (vysokovýkonné vláknové lasery).

Vědecko-výzkumné experimenty: spektrální analýza, kvantová optika, laserový radar (LIDAR).

Lékařské vybavení: laserová chirurgie, ošetření kůže (např. polovodičové lasery).

2. Typické konstrukční složení

Struktura jádra laserů JDSU se liší v závislosti na typu, ale obvykle zahrnuje následující klíčové komponenty:

Funkce komponenty

Laserová dioda (LD) Generuje laserové světlo, které se běžně vyskytuje v polovodičových laserech

Vláknový rezonátor Používá se ve vláknových laserech ke zvýšení výkonu laseru

Elektrooptický modulátor (EOM) Řídí laserový pulzní/kontinuální výstup

Systém řízení teploty (TEC) Stabilizuje vlnovou délku laseru a zabraňuje přehřátí

Optický spojovací systém Optimalizuje kvalitu paprsku (jako je kolimační čočka)

Hnací obvod Poskytuje stabilní proud, aby se zabránilo kolísání výkonu

III. Časté závady a diagnostika JDSU laserů

1. Výstupní výkon laseru klesá

Možné příčiny:

Stárnutí laserové diody (obvykle 20 000 až 50 000 hodin životnosti).

Znečištění nebo poškození konektoru vlákna (jako je prach, škrábance).

Selhání systému řízení teploty (TEC) způsobí drift vlnové délky.

Řešení:

Zkontrolujte čistotu čela vlákna a v případě potřeby jej vyměňte.

Otestujte, zda je proud měniče stabilní, a upravte nebo vyměňte modul LD.

2. Laser nelze spustit

Možné důvody:

Výpadek napájení (například nedostatečné napájení nebo zkrat).

Poškození řídicího obvodu (např. vyhoření PCB).

Bezpečnostní blokovací spoušť (například špatný odvod tepla).

Řešení:

Zkontrolujte, zda napájecí napětí odpovídá specifikacím (např. 5V/12V).

Restartujte systém a zkontrolujte chybový kód (některé modely podporují autotest).

3. Zhoršení kvality paprsku (zvýšená hodnota M²)

Možné důvody:

Optické součásti (jako čočky, reflektory) jsou znečištěné nebo posunuté.

Poloměr ohybu vlákna je příliš malý, což má za následek zkreslení režimu.

Řešení:

Vyčistěte nebo znovu zkalibrujte optické součásti.

Ujistěte se, že instalace vláken splňuje požadavky na minimální poloměr ohybu.

IV. Metody údržby laseru JDSU

1. Denní údržba

Čištění optických součástí:

K čištění koncové plochy vlákna a čočky použijte bezprašné vatové tampony + isopropylalkohol.

Nedotýkejte se optického povrchu rukama.

Zkontrolujte chladicí systém:

Pravidelně čistěte prach z ventilátoru, abyste zajistili, že vzduchové potrubí nebude ucpané.

Sledujte parametry laseru:

Zaznamenejte výstupní výkon a stabilitu vlnové délky a rychle odstraňte abnormality.

2. Pravidelná údržba (doporučeno každých 6 až 12 měsíců)

Vyměňte stárnoucí díly:

Laserové diody (LD) je třeba po uplynutí jejich životnosti vyměnit.

Zkontrolujte konektory vláken a vyměňte je, pokud jsou silně opotřebené.

Kalibrace optického systému:

Pomocí analyzátoru paprsku zjistěte hodnotu M² a upravte polohu kolimátoru.

3. Opatření pro dlouhodobé skladování

Požadavky na životní prostředí:

Teplota 10~30°C, vlhkost <60% RH.

Vyhněte se vibracím a silnému rušení magnetického pole.

Údržba po zapnutí:

U laserů, které nebyly delší dobu používány, se doporučuje každý měsíc zapnout na 1 hodinu, aby se zabránilo stárnutí kondenzátoru.

V. Preventivní opatření k prodloužení životnosti laseru

Stabilní zdroj napájení: Použijte napěťově stabilizovaný zdroj napájení + UPS, abyste zabránili poškození obvodu kolísáním napětí.

Standardní provoz:

Vyhněte se častému zapínání a vypínání (intervaly > 30 sekund).

Provoz s nadměrným výkonem je zakázán (např. překročení jmenovitého proudu o 10 %).

Odolné proti prachu a vlhkosti:

Používejte v čistém prostředí a v případě potřeby nainstalujte protiprachový kryt.

Ve vlhkých prostorách vybavte vysoušedlo nebo odvlhčovač.

Pravidelně zálohujte parametry:

Uložte si tovární kalibrační data pro snadnou obnovu chyb.

VI. Shrnutí

Vysoká spolehlivost laserů JDSU závisí na správném používání a pravidelné údržbě. Čištěním optických součástí, sledováním odvodu tepla a včasnou výměnou stárnoucích dílů lze výrazně snížit poruchovost a prodloužit životnost zařízení. Pro kritické aplikace (jako je optická komunikace) se doporučuje vytvořit plán preventivní údržby a udržovat komunikaci s původní technickou podporou.