Réparation laser UV quasi-continu Spectra Physics

Le laser quasi continu (QCW) Vanguard One UV125 de Spectra Physics est un laser ultraviolet quasi continu pour l'usinage de précision, alliant puissance élevée et excellente qualité de faisceau. Voici une présentation de sa structure, des défauts courants et des mesures de maintenance :

1. Structure

Cavité résonante laser

Source de germination : généralement un cristal laser Nd:YVO₄ pompé par diode qui produit une lumière de fréquence fondamentale de 1064 nm.

Module Q-switching : Q-switching acousto-optique (commutateur AO-Q) ou Q-switching électro-optique (commutateur EO-Q) pour générer des impulsions courtes.

Module de doublement de fréquence : convertit 1064 nm en 532 nm (deuxième harmonique) via le cristal KTP/LBO, puis en 355 nm (troisième harmonique, sortie ultraviolette) via le cristal BBO.

Système de pompage

Réseau de diodes laser : fournit de l'énergie de pompage pour le cristal Nd:YVO₄, nécessitant un contrôle précis de la température (refroidissement TEC).

Génération et sortie UV

Groupe de cristaux non linéaires : le cristal BBO ou CLBO est utilisé pour la conversion UV, qui doit être maintenu propre et stable en température.

Miroir de couplage de sortie : un revêtement antireflet UV est appliqué pour réduire les pertes d'énergie.

Circuit de refroidissement

Module de refroidissement par eau/air : Maintient la stabilité de la température de la tête laser, du cristal et de la diode (nécessite généralement une précision de la température de l'eau de ± 0,1 ℃).

Contrôle et alimentation électrique

Alimentation haute tension : Module de commutation Q d'entraînement et diode de pompage.

Système de contrôle : comprenant un PLC ou un contrôleur intégré, gère la puissance, la fréquence, la largeur d'impulsion et d'autres paramètres.

Protection du chemin optique

Cavité scellée : remplie d'azote ou d'air sec pour empêcher la lumière UV de provoquer une contamination des composants optiques (comme la déliquescence des cristaux et l'oxydation du miroir).

2. Défauts courants et causes possibles

Chute de puissance ou absence de sortie

Contamination des composants optiques : dommages au cristal UV (BBO) ou au revêtement du miroir.

Panne de commutation Q : anomalie de commande du commutateur AO/EO-Q ou décalage du cristal.

Vieillissement de la diode de pompe : atténuation de la puissance de sortie ou défaillance du contrôle de la température.

Détérioration de la qualité du faisceau (angle de divergence accru, mode anormal)

Désalignement de la cavité résonante : les vibrations mécaniques provoquent un décalage de la lentille.

Effet de lentille thermique cristalline : un refroidissement insuffisant ou une puissance excessive provoque une déformation du cristal.

Efficacité de conversion UV réduite

Décalage de l'angle de correspondance de phase du cristal : fluctuation de température ou relâchement mécanique.

Puissance insuffisante de la lumière de fréquence fondamentale (1064 nm/532 nm) : problème de multiplication de fréquence avant l'étape.

Alarme ou arrêt du système

Panne de refroidissement : la température de l'eau est trop élevée, le débit est insuffisant ou le capteur est anormal.

Surcharge de puissance : court-circuit du module haute tension ou vieillissement du condensateur.

Instabilité du pouls (fluctuation d'énergie, fréquence de répétition anormale)

Interférence du signal d'entraînement du commutateur Q : mauvais contact du câble ou bruit d'alimentation.

Panne du logiciel de contrôle : erreur de paramétrage ou bug du firmware.

III. Mesures d'entretien

Inspection optique régulière

Nettoyez la lentille du trajet lumineux externe (utilisez de l'éthanol anhydre et du papier pour lentille) et vérifiez si la surface du cristal UV est endommagée ou contaminée.

Remarque : évitez tout contact direct avec le revêtement optique et les cristaux UV (tels que le BBO) doivent être stockés à l'abri de l'humidité.

Entretien du système de refroidissement

Remplacez régulièrement l'eau déionisée (pour éviter le tartre), vérifiez si la canalisation fuit et nettoyez la poussière sur le radiateur.

Calibrez le capteur de température pour garantir la vitesse de réponse du système de refroidissement.

Inspection de l'alimentation électrique et des circuits

Surveillez la stabilité de sortie de l’alimentation haute tension et remplacez les condensateurs vieillissants ou les composants du filtre.

Vérifiez la ligne de mise à la terre pour réduire les interférences électromagnétiques.

Étalonnage et utilisation d'un wattmètre et d'un analyseur de faisceau pour étalonner régulièrement la puissance de sortie et le mode spot.

Optimisez les paramètres de commutation Q (tels que la largeur d'impulsion et la fréquence de répétition) via un logiciel de contrôle.

Contrôle de l'environnement

Maintenir une température et une humidité constantes dans l'environnement de travail (température recommandée 22±2℃, humidité <50%).

Si la machine est arrêtée pendant une longue période, il est recommandé de remplir le chemin optique avec de l'azote.

Enregistrement et prévention des défauts

Enregistrez le code d'alarme et le phénomène de défaut pour faciliter la localisation rapide du problème (comme le logiciel Spectra Physics fournit généralement des journaux d'erreurs).

IV. Précautions

Protection de sécurité : le laser ultraviolet (355 nm) est nocif pour la peau et les yeux, et des lunettes de protection spéciales doivent être portées pendant le fonctionnement.

Maintenance professionnelle : L'alignement des cristaux et le débogage de la cavité résonante doivent être effectués par le fabricant ou des ingénieurs certifiés pour éviter l'auto-démontage.

Gestion des pièces de rechange : Réserver les pièces vulnérables (telles que les joints toriques, les diodes de pompe, les cristaux Q-switch).

Si une assistance technique supplémentaire est nécessaire, il est recommandé de contacter notre équipe technique et de fournir le numéro de série du laser et les détails du défaut pour obtenir des solutions ciblées.