Επισκευή λέιζερ Rofin Industrial Solid State

Τα λέιζερ στερεάς κατάστασης της σειράς SLS της Rofin (τώρα Coherent) χρησιμοποιούν τεχνολογία λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου (DPSSL) και χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική επεξεργασία (όπως σήμανση, κοπή, συγκόλληση) και επιστημονική έρευνα. Αυτή η σειρά λέιζερ είναι γνωστή για την υψηλότερη σταθερότητα, τη μεγάλη διάρκεια ζωής και την εξαιρετική ποιότητα δέσμης (M²), αλλά μπορεί να αποτύχει μετά από μακροχρόνια χρήση, επηρεάζοντας την απόδοση.

Αυτό το άρθρο θα παρουσιάσει λεπτομερώς τη δομή, τις κοινές βλάβες, τις ιδέες συντήρησης, την καθημερινή συντήρηση και τα προληπτικά μέτρα της σειράς SLS για να βοηθήσει τους χρήστες να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και να μειώσουν το χρόνο διακοπής λειτουργίας.

2. Σύνθεση δομής λέιζερ σειράς SLS

Τα λέιζερ της σειράς SLS αποτελούνται κυρίως από τις ακόλουθες βασικές μονάδες:

1. Κεφαλή λέιζερ

Κρύσταλλος λέιζερ: συνήθως Nd:YAG ή Nd:YVO4, αντλούμενος από δίοδο λέιζερ.

Μονάδα Q-switch (Q-Switch):

Acousto-optic Q-switch (AO-QS): κατάλληλος για υψηλούς ρυθμούς επανάληψης (επίπεδο kHz).

Ηλεκτροοπτικός διακόπτης Q (EO-QS): κατάλληλος για παλμούς υψηλής ενέργειας (όπως μικρομηχανική).

Κρύσταλλος διπλασιασμού συχνότητας (SHG/THG) (προαιρετικό):

KTP (532nm πράσινο φως) ή BBO (355nm UV φως) για μετατροπή μήκους κύματος.

2. Μονάδα αντλίας διόδου

Συστοιχία διόδων λέιζερ (LDA): Παρέχει φως αντλίας 808 nm, που απαιτεί έλεγχο θερμοκρασίας TEC για τη διατήρηση της σταθερότητας.

Σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας (TEC): Εξασφαλίζει ότι η δίοδος λειτουργεί στη βέλτιστη θερμοκρασία (συνήθως 20-25°C).

3. Σύστημα ψύξης

Ψύξη νερού (Chiller): Τα μοντέλα υψηλής ισχύος (όπως το SLS 500+) απαιτούν εξωτερικό ψύκτη για να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία της κεφαλής λέιζερ είναι σταθερή.

Αερόψυξη (Air Cooling): Τα μοντέλα χαμηλής ισχύος ενδέχεται να χρησιμοποιούν εξαναγκασμένη ψύξη αέρα.

4. Οπτικό σύστημα (Beam Delivery)

Διαστολέας δοκού (Beam Expander): Ρυθμίστε τη διάμετρο της δοκού.

Καθρέπτες (HR/OC Mirrors): Καθρέπτες υψηλής ανάκλασης (HR) και καθρέφτες ζεύξης εξόδου (OC).

Οπτικός απομονωτής (Optical Isolator): Αποτρέπει το επιστρεφόμενο φως από την καταστροφή του λέιζερ.

5. Έλεγχος και παροχή ρεύματος

Τροφοδοτικό κίνησης: Παρέχετε σταθερό σήμα ρεύματος και διαμόρφωσης.

Πίνακας ελέγχου/λογισμικό: Προσαρμόστε παραμέτρους όπως ισχύς, συχνότητα, πλάτος παλμού κ.λπ.

III. Συνήθεις βλάβες και ιδέες συντήρησης

1. Καμία έξοδος λέιζερ ή μείωση ισχύος

Πιθανοί λόγοι:

Γήρανση ή βλάβη της διόδου λέιζερ (γενική διάρκεια ζωής 20.000-50.000 ώρες).

Αστοχία μονάδας διακόπτη Q (αστοχία μονάδας δίσκου AO-QS ή μετατόπιση κρυστάλλου).

Βλάβη του συστήματος ψύξης (η θερμοκρασία του νερού είναι πολύ υψηλή ή η ροή είναι ανεπαρκής).

Μέθοδος συντήρησης:

Ελέγξτε εάν το ρεύμα LD είναι κανονικό (ανατρέξτε στο τεχνικό εγχειρίδιο).

Ελέγξτε εάν το φως της αντλίας είναι κανονικό με ένα μετρητή ισχύος.

Ελέγξτε το σήμα κίνησης του διακόπτη Q και αντικαταστήστε το AO/EO-QS εάν χρειάζεται.

2. Επιδείνωση της ποιότητας της δέσμης (αστάθεια λειτουργίας, παραμόρφωση κηλίδων)

Πιθανοί λόγοι:

Μόλυνση οπτικών εξαρτημάτων (βρώμικος φακός και κρυσταλλική επιφάνεια).

Κακή ευθυγράμμιση της κοιλότητας συντονισμού (η δόνηση προκαλεί μετατόπιση του φακού).

Κρυσταλλικό θερμικό φαινόμενο φακού (θερμική παραμόρφωση που προκαλείται από ανεπαρκή ψύξη).

Μέθοδος επισκευής:

Καθαρίστε το οπτικό εξάρτημα (χρησιμοποιήστε άνυδρη αιθανόλη + πανί χωρίς σκόνη).

Βαθμονόμηση εκ νέου της κοιλότητας συντονισμού (απαιτείται επαγγελματικός εξοπλισμός όπως ο αντισταθμιστής λέιζερ He-Ne).

3. Μείωση απόδοσης μετατόπισης μήκους κύματος ή διπλασιασμού συχνότητας

Πιθανοί λόγοι:

Μετατόπιση θερμοκρασίας κρυστάλλου διπλασιασμού συχνότητας (KTP/BBO) ή μετατόπιση γωνίας αντιστοίχισης φάσης.

Μετατόπιση μήκους κύματος αντλίας (αστοχία ελέγχου θερμοκρασίας TEC).

Μέθοδος επισκευής:

Επαναβαθμονομήστε τη γωνία κρυστάλλου (χρησιμοποιήστε πλαίσιο ρύθμισης ακριβείας).

Ελέγξτε εάν ο έλεγχος θερμοκρασίας TEC είναι σταθερός (ρύθμιση παραμέτρου PID).

4. Συχνοί συναγερμοί ή αυτόματο κλείσιμο

Πιθανοί λόγοι:

Προστασία υπερθερμοκρασίας (αστοχία συστήματος ψύξης).

Υπερφόρτωση τροφοδοσίας (γήρανση πυκνωτή ή βραχυκύκλωμα).

Έλεγχος σφάλματος λογισμικού (ανάγκη αναβάθμισης υλικολογισμικού).

Μέθοδος επισκευής:

Ελέγξτε τον αισθητήρα ροής και θερμοκρασίας νερού ψύξης.

Μετρήστε εάν η τάση εξόδου του τροφοδοτικού είναι σταθερή.

Επικοινωνήστε με τον κατασκευαστή για να λάβετε το πιο πρόσφατο υλικολογισμικό.

IV. Καθημερινές μέθοδοι φροντίδας και συντήρησης

1. Συντήρηση οπτικού συστήματος

Εβδομαδιαία επιθεώρηση:

Καθαρίστε τον καθρέφτη εξόδου και το παράθυρο του διακόπτη Q με άνυδρη αιθανόλη + βαμβακερή μπατονέτα χωρίς σκόνη.

Ελέγξτε εάν η οπτική διαδρομή είναι μετατοπισμένη (παρατηρήστε εάν το φωτεινό σημείο είναι κεντραρισμένο).

Κάθε 3 μήνες:

Ελέγξτε εάν ο κρύσταλλος διπλασιασμού συχνότητας (KTP/BBO) είναι κατεστραμμένος ή μολυσμένος.

Βαθμονόμηση της κοιλότητας συντονισμού (χρησιμοποιήστε ευθυγραμμισμένη βοήθεια λέιζερ εάν χρειάζεται).

2. Συντήρηση συστήματος ψύξης

Μηνιαία επιθεώρηση:

Αντικαταστήστε το απιονισμένο νερό (για να αποτρέψετε την απόφραξη των αλάτων στον αγωγό).

Καθαρίστε το φίλτρο του ψυκτικού συγκροτήματος για να εξασφαλίσετε καλή απαγωγή θερμότητας.

Κάθε 6 μήνες:

Ελέγξτε εάν η αντλία νερού είναι κανονική και μετρήστε την παροχή (≥4 L/min).

Βαθμονόμηση του αισθητήρα θερμοκρασίας (σφάλμα <±0,5°C).

3. Συντήρηση ηλεκτρονικού συστήματος

Τριμηνιαία επιθεώρηση:

Μετρήστε τη σταθερότητα εξόδου του τροφοδοτικού (διακύμανση ρεύματος <1%).

Ελέγξτε εάν η γείωση είναι καλή (αποφύγετε τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές).

Ετήσια συντήρηση:

Αντικαταστήστε τους παλιούς πυκνωτές (ειδικά το τμήμα τροφοδοσίας υψηλής τάσης).

Δημιουργήστε αντίγραφα ασφαλείας των παραμέτρων ελέγχου για να αποτρέψετε την απώλεια δεδομένων