Rofin Industrial Solid State Laser reparation

Rofins (nu Coherents) SLS-serie solid-state lasere bruger diode-pumpet solid-state laser (DPSSL) teknologi og er meget udbredt i industriel behandling (såsom mærkning, skæring, svejsning) og videnskabelig forskning. Denne serie af lasere er kendt for sin højeste stabilitet, lange levetid og fremragende strålekvalitet (M²), men de kan svigte efter lang tids brug, hvilket påvirker ydeevnen.

Denne artikel vil introducere strukturen, almindelige fejl, vedligeholdelsesideer, daglig vedligeholdelse og forebyggende foranstaltninger i SLS-serien i detaljer for at hjælpe brugerne med at forlænge udstyrets levetid og reducere nedetiden.

2. SLS serie laser struktur sammensætning

SLS-seriens lasere er hovedsageligt sammensat af følgende kernemoduler:

1. Laserhoved

Laserkrystal: normalt Nd:YAG eller Nd:YVO₄, pumpet af en laserdiode.

Q-switch-modul (Q-Switch):

Akusto-optisk Q-switch (AO-QS): velegnet til høje gentagelseshastigheder (kHz-niveau).

Elektro-optisk Q-switch (EO-QS): velegnet til højenergiimpulser (såsom mikrobearbejdning).

Frekvens fordoblingskrystal (SHG/THG) (valgfrit):

KTP (532nm grønt lys) eller BBO (355nm UV-lys) til bølgelængdekonvertering.

2. Diodepumpemodul

Laser diode array (LDA): Giver 808nm pumpelys, som kræver TEC temperaturkontrol for at opretholde stabiliteten.

Temperaturkontrolsystem (TEC): Sikrer, at dioden fungerer ved den optimale temperatur (normalt 20-25°C).

3. Kølesystem

Vandkøling (Chiller): Modeller med høj effekt (såsom SLS 500+) kræver en ekstern køler for at sikre, at laserhovedets temperatur er stabil.

Luftkøling (luftkøling): Modeller med lav effekt kan bruge tvungen luftkøling.

4. Optisk system (Beam Delivery)

Beam Expander (Beam Expander): Juster strålediameteren.

Spejle (HR/OC Mirrors): Højreflekterende (HR) spejle og output kobling (OC) spejle.

Optisk isolator (Optical Isolator): Forhindrer returlys i at beskadige laseren.

5. Styring og strømforsyning

Drive strømforsyning: Giver stabil strøm og modulationssignal.

Kontrolpanel/software: Juster parametre som effekt, frekvens, pulsbredde osv.

III. Almindelige fejl og vedligeholdelsesidéer

1. Ingen laserudgang eller effektreduktion

Mulige årsager:

Laserdiode ældes eller beskadiges (generel levetid 20.000-50.000 timer).

Q switch modul fejl (AO-QS drevfejl eller krystal offset).

Kølesystemfejl (vandtemperaturen er for høj eller flowet er utilstrækkeligt).

Vedligeholdelsesmetode:

Kontroller, om LD-strømmen er normal (se den tekniske manual).

Kontroller, om pumpelyset er normalt med en effektmåler.

Kontroller Q-switchens drivsignal og udskift om nødvendigt AO/EO-QS.

2. Forringelse af strålekvaliteten (tilstandsustabilitet, pletdeformation)

Mulige årsager:

Optisk komponentkontamination (snavset linse og krystaloverflade).

Forskydning af resonanshulrummet (vibration forårsager linseforskydning).

Krystal termisk linseeffekt (termisk deformation forårsaget af utilstrækkelig afkøling).

Reparationsmetode:

Rengør den optiske komponent (brug vandfri ethanol + støvfri klud).

Genkalibrer resonanshulrummet (kræver professionelt udstyr såsom He-Ne laserkollimator).

3. Bølgelængdeforskydning eller frekvensfordobling af effektivitetsreduktion

Mulige årsager:

Frekvensfordobling af krystal (KTP/BBO) temperaturdrift eller fasetilpasningsvinkelskift.

Pumpebølgelængdeforskydning (TEC temperaturkontrolfejl).

Reparationsmetode:

Kalibrer krystalvinklen igen (brug præcisionsjusteringsramme).

Kontroller, om TEC-temperaturstyringen er stabil (PID-parameterjustering).

4. Hyppige alarmer eller automatisk nedlukning

Mulige årsager:

Overtemperaturbeskyttelse (fejl i kølesystemet).

Overbelastning af strømforsyningen (kondensatorældning eller kortslutning).

Kontroller softwarefejl (skal opgradere firmware).

Reparationsmetode:

Kontroller kølevandsflow og temperatursensor.

Mål om strømforsyningens udgangsspænding er stabil.

Kontakt producenten for at få den nyeste firmware.

IV. Daglige pleje- og vedligeholdelsesmetoder

1. Optisk systemvedligeholdelse

Ugentlig inspektion:

Rengør udgangsspejlet og Q-switching-vinduet med vandfri ethanol + støvfri vatpind.

Tjek om den optiske vej er forskudt (observer om lyspletten er centreret).

Hver 3. måned:

Tjek, om frekvensfordoblingskrystallen (KTP/BBO) er beskadiget eller forurenet.

Kalibrer resonanshulrummet (brug om nødvendigt kollimeret laserassistance).

2. Vedligeholdelse af kølesystemet

Månedlig inspektion:

Udskift deioniseret vand (for at forhindre kalk i at tilstoppe rørledningen).

Rengør kølefilteret for at sikre god varmeafledning.

Hver 6. måned:

Kontroller, om vandpumpen er normal, og mål flowhastigheden (≥4 L/min).

Kalibrer temperatursensoren (fejl <±0,5°C).

3. Vedligeholdelse af elektronisk system

Kvartalsvis inspektion:

Mål strømforsyningens udgangsstabilitet (strømudsving <1%).

Tjek om jordingen er god (undgå elektromagnetisk interferens).

Årlig vedligeholdelse:

Udskift aldrende kondensatorer (især højspændingsstrømforsyningsdelen).

Sikkerhedskopier kontrolparametre for at forhindre tab af data