Επισκευή λέιζερ ημιαγωγών μονής συχνότητας Toptica

Το TopWave 405 της Toptica είναι ένα λέιζερ συχνότητας μονού ημιαγωγού υψηλής ακρίβειας με μήκος κύματος εξόδου 405 nm (σχεδόν UV), το οποίο αξιολογείται ευρέως στους τομείς της βιοαπεικόνισης (όπως το μικροσκόπιο STED), των ζευγών φωτός, της κβαντικής οπτικής, της ολογραφίας και της ακριβείας. Τα βασικά του πλεονεκτήματα είναι το στενό εύρος γραμμής (<1 MHz), η σταθερότητα υψηλού μήκους κύματος (<1 μ.μ.) και τα χαρακτηριστικά χαμηλού θορύβου, τα οποία είναι κατάλληλα για επιστημονική έρευνα και βιομηχανικά σενάρια με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για απόδοση λέιζερ.

2. Χαρακτηριστικά

Έξοδος μονής συχνότητας

Υιοθέτηση σχεδίασης **Εξωτερικής κοιλότητας διαφορικού λέιζερ (ECDL)**, σε συνδυασμό με πλέγμα για την πραγματοποίηση ανάδρασης λειτουργίας μιας διαμήκους μονάδας, εξασφαλίζοντας στενό πλάτος γραμμής και χαμηλό θόρυβο φάσης.

Σταθερότητα υψηλού μήκους κύματος

Ενσωματωμένο τηλεσκόπιο PZT (πιεζοηλεκτρικό κεραμικό) και έλεγχος θερμοκρασίας (TEC) για επίτευξη κλειδώματος μήκους κύματος και μακροπρόθεσμη σταθερότητα.

Χαμηλή απόδοση θορύβου

Χρησιμοποιώντας τεχνολογία κίνησης ρεύματος χαμηλού θορύβου και τεχνολογία σταθεροποίησης ενεργής συχνότητας (όπως το κλείδωμα συχνότητας Pound-Drever-Hall) για τη μείωση της έντασης του θορύβου και της βάσης συχνότητας.

Συντονισμός

Προσαρμόζοντας τη γωνία πλέγματος ή τις αλλαγές ρεύματος/θερμοκρασίας, επιτυγχάνεται ένα συνεχές τηλεσκόπιο στην περιοχή GHz, το οποίο είναι κατάλληλο για πειράματα φασματικής σάρωσης.

III. Δομική σύνθεση

Η βασική δομή του Top Wave 405 μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες βασικές ενότητες:

1. Διασπορά λέιζερ (LD)

Τσιπ λέιζερ ημιαγωγών 405 nm (όπως δίοδος λέιζερ με βάση το GaN) ως κύρια πηγή φωτός.

Ο έλεγχος θερμοκρασίας TEC διασφαλίζει ότι η διασπορά λειτουργεί στη βέλτιστη θερμοκρασία (συνήθως ~25°C) για να αποφευχθεί το εύρος μήκους κύματος.

2. Σύστημα ανάδρασης εξωτερικής κοιλότητας

Αγώγιμο πλέγμα (τύπος δομής Littrow ή Littman-Metcalf): χρησιμοποιείται για επιλογή μήκους κύματος και ανάδραση μονής συχνότητας.

Ενεργοποιητής PZT: γωνία τριψίματος για την επίτευξη ίνας μήκους κύματος ακριβείας.

3. Οπτική απομόνωση και έλεγχος λειτουργίας

Απομονωτής Faraday: αποτρέπει την παρεμβολή του φωτός επιστροφής στη σταθερότητα του λέιζερ.

Διάγραμμα αντιστοίχισης τρόπου λειτουργίας: βελτιστοποιεί την ποιότητα της δέσμης και διασφαλίζει την έξοδο λειτουργίας TEM00.

4. Ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου

Κίνηση ρεύματος χαμηλού θορύβου: παρέχει σταθερό ρεύμα αντλίας LD.

Κύκλωμα ελέγχου θερμοκρασίας PID: ρυθμίστε με ακρίβεια τη διασπορά λέιζερ και τη θερμοκρασία του πλέγματος.

Μονάδα κλειδώματος συχνότητας (προαιρετική): όπως σταθερή συχνότητα PDH, που χρησιμοποιείται για εφαρμογές εξαιρετικά στενού εύρους γραμμής.

5. Σύζευξη και παρακολούθηση εξόδου

Μερικώς ανακλαστικός καθρέφτης εξόδου: εξαγωγή λέιζερ διατηρώντας την ανάδραση εντός της κοιλότητας.

Παρακολούθηση φωτοδιόδου (PD): ανίχνευση ισχύος λέιζερ σε πραγματικό χρόνο και σταθερότητα λειτουργίας.

IV. Συνήθεις βλάβες και ιδέες συντήρησης

1. Καμία έξοδος λέιζερ ή πτώση ισχύος

Πιθανοί λόγοι:

Βλάβη διασποράς λέιζερ (διάσπαση ESD ή γήρανση).

Βλάβη τρέχουσας μονάδας δίσκου (όπως βλάβη της μονάδας ισχύος).

Επισκευή σχάρας (η μηχανική δόνηση προκαλεί αστοχία ανάδρασης).

Ιδέες συντήρησης:

Ελέγξτε εάν το ρεύμα της μονάδας είναι κανονικό (ανατρέξτε στην τιμή χειροκίνητης ρύθμισης).

Χρησιμοποιήστε έναν μετρητή ισχύος για να εντοπίσετε εάν το LD εκπέμπει φως (απαιτείται προστασία ασφαλείας).

Ρυθμίστε ξανά τη γωνία του πλέγματος για να εξασφαλίσετε ανάδραση εξωτερικής κοιλότητας.

2. Αστάθεια μήκους κύματος ή λειτουργία hopping

Πιθανοί λόγοι:

Αστοχία ελέγχου θερμοκρασίας (αστοχία TEC ή θερμίστορ).

Μηχανική χαλαρότητα (το PZT ή το πλέγμα δεν είναι σταθερά στερεωμένο).

Εξωτερική δόνηση ή τελική διαταραχή.

Ιδέες συντήρησης:

Ελέγξτε εάν η ρυθμισμένη θερμοκρασία TEC είναι σύμφωνη με την πραγματική θερμοκρασία.

Οπτική πλατφόρμα κολλαγόνου για μείωση των περιβαλλοντικών κραδασμών.

Χρησιμοποιήστε μετρητή μήκους κύματος για παρακολούθηση και επαναπροσδιορισμό εάν χρειάζεται.

3. Δεν είναι δυνατή η ρύθμιση της εμβέλειας του τηλεσκοπίου ή του τηλεσκοπίου

Πιθανοί λόγοι:

Ανεπαρκές εύρος τάσης PZT (αστοχία κυκλώματος κίνησης).

Σχάρα μηχανικά κολλημένα (ανεπαρκής λίπανση ή δομική παραμόρφωση).

V. Μέτρα προληπτικής συντήρησης

Καθαρίζετε τακτικά τα οπτικά εξαρτήματα

Χρησιμοποιήστε άνυδρη αιθανόλη και εξαιρετικά καθαρές μπατονέτες για να καθαρίσετε τη σχάρα και τον καθρέφτη εξόδου για να αποφύγετε να επηρεάσετε τη σταθερότητα της λειτουργίας.

Επιθεώρηση και έλεγχος θερμοκρασίας

Βεβαιωθείτε ότι το TEC είναι απαλλαγμένο από σκόνη και ότι ο ανεμιστήρας λειτουργεί κανονικά.

Αντιστατική προστασία (ESD)

Φοράτε αντιστατικό βραχιολάκι κατά τη λειτουργία για να αποφύγετε τη ζημιά από το λέιζερ.

Περιβαλλοντικός έλεγχος

Διατηρήστε σταθερή θερμοκρασία (±1°C) και περιβάλλον χαμηλών κραδασμών και χρησιμοποιήστε μια πλατφόρμα οπτικής απομόνωσης όταν είναι απαραίτητο.

Τακτική τακτοποίηση

Χρησιμοποιήστε μετρητή μήκους κύματος και μετρητή ισχύος για να κανονίσετε την έξοδο για να εξασφαλίσετε μακροπρόθεσμη σταθερότητα.

VI. Σύναψη

Το λέιζερ μονής συχνότητας TopWave 405, με τη σταθερότητα και τα χαρακτηριστικά στενού εύρους γραμμής, είναι ιδανική επιλογή για επιστημονική έρευνα και βιομηχανικές εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας. Η τακτική συντήρηση, ο περιβαλλοντικός έλεγχος και οι σωστές μέθοδοι διάγνωσης βλαβών είναι το κλειδί για τη διασφάλιση της μακροπρόθεσμης αξιόπιστης λειτουργίας του. Για πολύπλοκα προβλήματα (όπως αστοχία κλειδώματος συχνότητας ή ζημιά με λέιζερ), συνιστάται να επικοινωνήσετε με την τεχνική ομάδα μας για να αποφύγετε περαιτέρω ζημιές που προκαλούνται από την αποσυναρμολόγηση του τηλεφώνου.