Spectra Physics 準 CW UV レーザー修復

Spectra Physics の準連続レーザー (QCW) Vanguard One UV125 は、高出力と優れたビーム品質を兼ね備えた精密加工用の準連続紫外線レーザーです。以下では、その構造、よくある障害、メンテナンス対策について紹介します。

1. 構造

レーザー共振空洞

シードソース: 通常は、1064nm の基本周波数光を生成するダイオード励起 Nd:YVO₄ レーザー結晶です。

Q スイッチング モジュール: 短いパルスを生成するための音響光学 Q スイッチング (AO-Q スイッチ) または電気光学 Q スイッチング (EO-Q スイッチ)。

周波数倍増モジュール: KTP/LBO クリスタルを介して 1064nm を 532nm (第 2 高調波) に変換し、次に BBO クリスタルを介して 355nm (第 3 高調波、紫外線出力) に変換します。

ポンプシステム

レーザー ダイオード アレイ: Nd:YVO₄ 結晶にポンプ エネルギーを供給し、正確な温度制御 (TEC 冷却) を必要とします。

UV生成と出力

非線形結晶グループ: BBO または CLBO 結晶は UV 変換に使用され、清潔に保ち、温度を安定させる必要があります。

出力結合ミラー：エネルギー損失を低減するためにUV反射防止コーティングが施されています。

冷却システム

水冷/空冷モジュール: レーザーヘッド、クリスタル、ダイオードの温度安定性を維持します (通常、水温精度は ±0.1℃ が必要です)。

制御と電源

高電圧電源: Qスイッチングモジュールとポンプダイオードを駆動します。

制御システム: PLC または組み込みコントローラーを含み、電力、周波数、パルス幅、その他のパラメーターを管理します。

光パス保護

密閉されたキャビティ: 窒素または乾燥空気で満たされており、紫外線による光学部品の汚染 (結晶の潮解やミラーの酸化など) を防ぎます。

2. よくある障害と考えられる原因

電力低下または出力なし

光学部品の汚染: UV クリスタル (BBO) またはミラー コーティングの損傷。

Q スイッチング障害: AO/EO-Q スイッチ駆動異常または水晶オフセット。

ポンプダイオードの老朽化: 出力電力の減衰または温度制御の障害。

ビーム品質の劣化（発散角の増大、異常モード）

共振空洞のずれ: 機械的な振動によりレンズのオフセットが発生します。

結晶熱レンズ効果: 冷却が不十分であったり、電力が多すぎると結晶が変形します。

UV変換効率の低下

結晶位相整合角度オフセット：温度変動または機械的な緩み。

基本周波数光（1064nm / 532nm）のパワーが不十分：前段周波数逓倍の問題。

システムアラームまたはシャットダウン

冷却障害: 水温が高すぎる、流量が不十分、またはセンサーが異常です。

電力過負荷: 高電圧モジュールの短絡またはコンデンサの老朽化。

パルス不安定性（エネルギー変動、異常な繰り返し周波数）

Q スイッチ駆動信号干渉: ケーブル接触不良または電源ノイズ。

制御ソフトウェア障害: パラメータ設定エラーまたはファームウェアのバグ。

III. 維持管理措置

定期的な光学検査

外部光路レンズを清掃し（無水エタノールとレンズペーパーを使用）、UV クリスタルの表面が損傷または汚染されていないかどうかを確認します。

注意: 光学コーティングとの直接接触を避け、UV 結晶 (BBO など) は防湿状態で保管する必要があります。

冷却システムのメンテナンス

定期的に脱イオン水を交換し（スケール防止のため）、パイプラインの漏れがないか確認し、ラジエーターのほこりを掃除します。

冷却システムの応答速度を確保するために温度センサーを校正します。

電源および回路検査

高電圧電源の出力安定性を監視し、老朽化し​​たコンデンサやフィルタ部品を交換します。

電磁干渉を減らすために接地線を確認してください。

校正および出力電力とスポット モードを定期的に校正するには、パワー メーターとビーム アナライザーを使用します。

制御ソフトウェアを通じて Q スイッチング パラメータ (パルス幅や繰り返し周波数など) を最適化します。

環境制御

作業環境内の温度と湿度を一定に保ってください（推奨温度22±2℃、湿度<50%）。

機械を長時間シャットダウンする場合は、光路に窒素を充填することをお勧めします。

障害の記録と予防

問題を素早く特定できるように、アラーム コードと障害現象を記録します (Spectra Physics ソフトウェアでは通常、エラー ログが提供されます)。

IV. 注意事項

安全保護：紫外線レーザー（355nm）は皮膚や目に有害であるため、操作中は専用の保護メガネを着用する必要があります。

専門家によるメンテナンス: 自己分解を防ぐため、水晶の調整と共振空洞のデバッグは製造元または認定エンジニアが実行する必要があります。

スペアパーツ管理: 脆弱なパーツ (O リング、ポンプ ダイオード、Q スイッチ クリスタルなど) を予備として用意します。

さらに技術サポートが必要な場合は、当社の技術チームに連絡し、レーザーのシリアル番号と障害の詳細を提供して、適切な解決策を入手することをお勧めします。