Rofin Industrial Solid State Laser reparatie

De SLS-serie solid-state lasers van Rofin (nu Coherent) gebruiken diode-gepompte solid-state laser (DPSSL)-technologie en worden veel gebruikt in industriële verwerking (zoals markeren, snijden, lassen) en wetenschappelijk onderzoek. Deze serie lasers staat bekend om zijn hoogste stabiliteit, lange levensduur en uitstekende straalkwaliteit (M²), maar ze kunnen na langdurig gebruik kapotgaan, wat de prestaties beïnvloedt.

In dit artikel worden de structuur, veelvoorkomende storingen, onderhoudstips, dagelijks onderhoud en preventieve maatregelen van de SLS-serie gedetailleerd uitgelegd. Zo kunnen gebruikers de levensduur van de apparatuur verlengen en de uitvaltijd beperken.

2. Samenstelling van de laserstructuur van de SLS-serie

De lasers uit de SLS-serie bestaan ​​hoofdzakelijk uit de volgende kernmodules:

1. Laserkop

Laserkristal: meestal Nd:YAG of Nd:YVO₄, gepompt door een laserdiode.

Q-switchmodule (Q-Switch):

Akoestisch-optische Q-switch (AO-QS): geschikt voor hoge herhalingsfrequenties (kHz-niveau).

Elektro-optische Q-switch (EO-QS): geschikt voor pulsen met hoge energie (zoals micromachining).

Frequentieverdubbelingskristal (SHG/THG) (optioneel):

KTP (532nm groen licht) of BBO (355nm UV-licht) voor golflengteconversie.

2. Diodepompmodule

Laserdiode-array (LDA): Levert 808nm pomplicht, waarvoor TEC-temperatuurregeling nodig is om de stabiliteit te behouden.

Temperatuurregelsysteem (TEC): Zorgt ervoor dat de diode op de optimale temperatuur werkt (meestal 20-25°C).

3. Koelsysteem

Waterkoeling (koeler): Modellen met een hoog vermogen (zoals SLS 500+) hebben een externe koeler nodig om ervoor te zorgen dat de temperatuur van de laserkop stabiel blijft.

Luchtkoeling (Air Cooling): Modellen met een laag vermogen kunnen gebruikmaken van geforceerde luchtkoeling.

4. Optisch systeem (Beam Delivery)

Straalverbreder (Beam Expander): Pas de straaldiameter aan.

Spiegels (HR/OC-spiegels): Spiegels met hoge reflectie (HR) en spiegels met uitgangskoppeling (OC).

Optische isolator (Optical Isolator): Voorkomt dat het teruggekaatste licht de laser beschadigt.

5. Besturing en voeding

Voeding van de aandrijving: Zorgt voor een stabiele stroom en een stabiel modulatiesignaal.

Bedieningspaneel/software: Pas parameters aan zoals vermogen, frequentie, pulsbreedte, etc.

III. Veelvoorkomende storingen en onderhoudstips

1. Geen laseruitvoer of vermogensreductie

Mogelijke redenen:

Veroudering of schade aan laserdioden (algemene levensduur 20.000-50.000 uur).

Storing in Q-switchmodule (AO-QS-schijfstoring of kristalverschuiving).

Storing in het koelsysteem (watertemperatuur te hoog of onvoldoende doorstroming).

Onderhoudsmethode:

Controleer of de LD-stroom normaal is (raadpleeg de technische handleiding).

Controleer met een vermogensmeter of het pomplampje normaal brandt.

Controleer het Q-switch-aandrijfsignaal en vervang indien nodig de AO/EO-QS.

2. Verslechtering van de straalkwaliteit (modusinstabiliteit, puntvervorming)

Mogelijke redenen:

Verontreiniging van optische componenten (vuile lens en kristaloppervlak).

Verkeerde uitlijning van de resonantieholte (trillingen veroorzaken lensverplaatsing).

Kristallen thermisch lenseffect (thermische vervorming veroorzaakt door onvoldoende koeling).

Reparatiemethode:

Maak het optische onderdeel schoon (gebruik watervrije ethanol + stofvrije doek).

Kalibreer de resonantiekamer opnieuw (hiervoor is professionele apparatuur nodig, zoals een He-Ne lasercollimator).

3. Verlaging van de efficiëntie door golflengteverschuiving of frequentieverdubbeling

Mogelijke redenen:

Temperatuurdrift of faseaanpassingshoekverschuiving van frequentieverdubbelingskristallen (KTP/BBO).

Golflengteverschuiving van de pomp (storing in de TEC-temperatuurregeling).

Reparatiemethode:

Kalibreer de kristalhoek opnieuw (gebruik een precisie-afstelframe).

Controleer of de TEC-temperatuurregeling stabiel is (PID-parameteraanpassing).

4. Regelmatige alarmen of automatische uitschakeling

Mogelijke redenen:

Overtemperatuurbeveiliging (storing koelsysteem).

Overbelasting van de voeding (veroudering van de condensator of kortsluiting).

Controleer softwarefout (firmware moet worden geüpgraded).

Reparatiemethode:

Controleer de koelwaterstroom en de temperatuursensor.

Meet of de uitgangsspanning van de voeding stabiel is.

Neem contact op met de fabrikant voor de nieuwste firmware.

IV. Dagelijkse verzorgings- en onderhoudsmethoden

1. Onderhoud van het optische systeem

Wekelijkse inspectie:

Reinig de uitgangsspiegel en het Q-schakelvenster met watervrije ethanol en een stofvrij wattenstaafje.

Controleer of het optische pad verschoven is (kijk of de lichtvlek gecentreerd is).

Elke 3 maanden:

Controleer of het frequentieverdubbelingskristal (KTP/BBO) beschadigd of vervuild is.

Kalibreer de resonantiekamer (gebruik indien nodig de hulp van een gecollimeerde laser).

2. Onderhoud van het koelsysteem

Maandelijkse inspectie:

Vervang het gedemineraliseerd water (om te voorkomen dat kalkaanslag de leiding verstopt).

Maak het filter van de koeler schoon om een ​​goede warmteafvoer te garanderen.

Elke 6 maanden:

Controleer of de waterpomp normaal functioneert en meet het debiet (≥4 L/min).

Kalibreer de temperatuursensor (fout < ±0,5°C).

3. Onderhoud van het elektronische systeem

Kwartaalinspectie:

Meet de stabiliteit van de voedinguitgang (stroomschommeling <1%).

Controleer of de aarding goed is (vermijd elektromagnetische interferentie).

Jaarlijks onderhoud:

Vervang verouderde condensatoren (vooral het onderdeel dat de hoogspanningsvoeding levert).

Maak een back-up van controleparameters om gegevensverlies te voorkomen