nlight 고출력 파이버 레이저 수리

nLIGHT는 미국을 대표하는 고출력 파이버 레이저 제조업체입니다. nLIGHT의 제품은 고휘도, 높은 신뢰성, 그리고 모듈형 설계로 유명합니다. 산업용 절단/용접, 국방, 의료 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 핵심 기술로는 파이버 커플링, 반도체 펌핑, 지능형 제어 시스템 등이 있습니다.

2. 작동 원리

1. 핵심 원칙

펌프 소스: 여러 개의 단일 튜브 반도체 레이저(파장 915/976nm)가 빔 결합기를 통해 이득 파이버에 결합됩니다.

이득 매체: 펌프 광을 1064nm 레이저로 변환하는 이터븀 도핑(Yb³⁺) 이중 클래드 광섬유.

공진 공동: FBG(파이버 브래그 격자)를 사용하여 모든 파이버 공진 구조를 형성합니다.

출력 제어: 펄스/연속 출력은 AOM(음향 광학 변조기) 또는 직접적인 전기 변조를 통해 달성됩니다.

2. 기술적 장점

밝기 향상: nLIGHT의 특허받은 COREFLAT™ 기술은 기존 파이버 레이저보다 빔 품질(M²<1.1)이 더 뛰어납니다.

전기광학 효율: 40% 이상, 에너지 소비를 크게 줄임(CO₂ 레이저의 경우 <15%)

3. 제품 기능 및 일반적인 적용 분야

레이저 시리즈 특징 일반적인 응용 분야

alta® CW/QCW, 1-20kW 후판 절단, 선박 용접

element™ 컴팩트형, 500W-6kW 가전제품 정밀가공

pearl® 펄스 파이버 레이저, <1mJ 펄스 에너지 리튬 배터리 극 조각 절단, 마이크로 드릴링

AFS(방위 시리즈) 고휘도 지향성 에너지 무기(DEW) 군용 레이저 시스템

4. 기계 및 광학 구조

1. 핵심 구성 요소

구성 요소 기능 오류 민감도

반도체 펌프 모듈 펌프 조명 제공, 약 50,000시간 수명

굽힘 손실에 취약한 이터븀 도핑 이중 클래드 광섬유 이득 광섬유

컴바이너 멀티펌프 광빔 조합, 고온에서 노화가 용이함

QBH 출력 헤드 산업용 인터페이스, 먼지/범프는 빔 왜곡을 쉽게 일으킬 수 있습니다.

수냉 시스템 온도 안정성 ±0.1℃ 유지, 막힘 시 과열 발생 가능

2. 일반적인 구조도

복사

[펌프 소스] → [결합기] → [이득 파이버] → [FBG 공진기] → [AOM 변조] → [QBH 출력]

↑ 온도 조절 시스템↓ ↑ 수냉 시스템↓

V. 일반적인 결함 및 유지 관리 아이디어

1. 전원이 꺼지거나 출력이 안됨

가능한 이유:

펌프 모듈 감쇠(전류-전력 곡선 확인)

광섬유 융합점 파손(OTDR 감지)

냉각수 흐름이 부족합니다(필터 막힘 확인)

유지 보수 단계:

전력계를 사용하여 각 섹션의 손실을 감지합니다.

비정상적인 펌프 모듈을 교체하세요(제조업체 교정 필요).

수냉 시스템 필터를 청소하거나 교체하세요.

2. 빔 품질 저하(M² 증가)

가능한 이유:

QBH 헤드 오염(알코올 세척된 끝면)

광섬유 굽힘 반경 <10cm 획득(재배선)

빔 결합기 열 렌즈 효과(제조업체 반품 필요)

빠른 진단:

빔 분석기를 사용하여 스팟 패턴을 측정합니다.

VI. 예방정비 조치

1. 일상 관리

광학 부품:

매주 무수 에탄올과 먼지 없는 천으로 QBH 출력 헤드를 청소하세요.

광섬유의 작은 반경 굽힘을 피하세요(최소 반경 > 15cm).

냉각 시스템:

매달 냉각수의 전도도를 점검하세요(<5μS/cm이어야 함).

필터는 분기마다 교체하세요.

2. 작동 사양

안전 임계값:

정격 전력의 110% 이상으로 운전하는 것은 금지되어 있습니다.

갑자기 정전이 된 후에는 5분간 기다렸다가 다시 시작하세요.

VII. 경쟁사와의 비교 (nLIGHT vs IPG)

nLIGHT alta® 12kW IPG YLS-12000 표시등

전기광학 효율 42% 38%

빔 품질 M² 1.05 1.2

유지 보수 비용 낮음(모듈형 설계) 높음

일반적인 실패율 <2%/년 3-5%/년

8. 요약

nLIGHT 레이저는 100% 파이버 설계와 지능형 온도 제어를 통해 높은 신뢰성을 보장합니다. 유지보수에 중점을 두는 부분은 다음과 같습니다.

펌프 모듈의 감쇠율을 정기적으로 모니터링합니다.

냉각 시스템을 엄격히 깨끗하게 유지하세요.

광섬유의 기계적 응력 손상을 방지하기 위해 작업을 표준화합니다.

핵심 부품(레이저) 고장의 경우 전문적인 유지보수 서비스 제공업체를 찾아 처리하는 것이 좋습니다.