تعمیر لیزر حالت جامد صنعتی روفین

لیزرهای حالت جامد سری SLS Rofin (در حال حاضر Coherent) از فناوری لیزر حالت جامد پمپ شده با دیود (DPSSL) استفاده می کنند و به طور گسترده در پردازش های صنعتی (مانند علامت گذاری، برش، جوشکاری) و تحقیقات علمی استفاده می شوند. این سری از لیزرها به دلیل بالاترین پایداری، عمر طولانی و کیفیت پرتو عالی (M²) شناخته شده است، اما ممکن است پس از استفاده طولانی مدت از کار بیفتند و بر عملکرد تأثیر بگذارند.

این مقاله ساختار، ایرادات رایج، ایده‌های تعمیر و نگهداری، نگهداری روزانه و اقدامات پیشگیرانه سری SLS را به طور مفصل معرفی می‌کند تا به کاربران کمک کند عمر تجهیزات را افزایش داده و زمان خرابی را کاهش دهند.

2. ترکیب ساختار لیزر سری SLS

لیزرهای سری SLS عمدتاً از ماژول های اصلی زیر تشکیل شده اند:

1. سر لیزری

کریستال لیزر: معمولاً Nd:YAG یا Nd:YVO4، توسط دیود لیزر پمپاژ می شود.

ماژول سوئیچ Q (Q-Switch):

سوئیچ آکوستو-اپتیک Q (AO-QS): مناسب برای نرخ های تکرار بالا (سطح کیلوهرتز).

سوئیچ Q الکترواپتیک (EO-QS): مناسب برای پالس های پر انرژی (مانند میکروماشینینگ).

کریستال دوبرابر فرکانس (SHG/THG) (اختیاری):

KTP (نور سبز 532 نانومتر) یا BBO (نور UV 355 نانومتر) برای تبدیل طول موج.

2. ماژول پمپ دیود

آرایه دیود لیزری (LDA): نور پمپ 808 نانومتری را فراهم می کند که برای حفظ پایداری به کنترل دمای TEC نیاز دارد.

سیستم کنترل دما (TEC): تضمین می کند که دیود در دمای مطلوب (معمولاً 20-25 درجه سانتیگراد) کار می کند.

3. سیستم خنک کننده

خنک کننده آب (چیلر): مدل های با قدرت بالا (مانند SLS 500+) به یک چیلر خارجی برای اطمینان از پایداری دمای هد لیزر نیاز دارند.

خنک کننده هوا (Air Cooling): مدل های کم توان ممکن است از خنک کننده هوای اجباری استفاده کنند.

4. سیستم نوری (تحویل پرتو)

گسترش دهنده پرتو (Beam Expander): قطر تیر را تنظیم کنید.

آینه ها (HR/OC Mirrors): آینه های با انعکاس بالا (HR) و آینه های کوپلینگ خروجی (OC).

ایزولاتور نوری (Optical Isolator): از آسیب دیدن نور برگشتی به لیزر جلوگیری می کند.

5. کنترل و منبع تغذیه

منبع تغذیه درایو: جریان پایدار و سیگنال مدولاسیون را ارائه می دهد.

کنترل پنل/نرم افزار: پارامترهایی مانند توان، فرکانس، عرض پالس و غیره را تنظیم کنید.

III. عیب های رایج و ایده های تعمیر و نگهداری

1. خروجی لیزر یا کاهش توان وجود ندارد

دلایل احتمالی:

پیری یا آسیب دیود لیزر (طول عمر عمومی 20000-50000 ساعت).

خرابی ماژول سوئیچ Q (شکست درایو AO-QS یا افست کریستال).

خرابی سیستم خنک کننده (دمای آب خیلی بالاست یا جریان کافی نیست).

روش نگهداری:

بررسی کنید که آیا جریان LD طبیعی است (به دفترچه راهنمای فنی مراجعه کنید).

با برق سنج بررسی کنید که آیا چراغ پمپ نرمال است یا خیر.

سیگنال درایو سوئیچ Q را بررسی کنید و در صورت لزوم AO/EO-QS را جایگزین کنید.

2. بدتر شدن کیفیت پرتو (ناپایداری حالت، تغییر شکل نقطه ای)

دلایل احتمالی:

آلودگی اجزای نوری (لنز کثیف و سطح کریستال).

ناهماهنگی حفره تشدید (ارتعاش باعث جابجایی عدسی می شود).

اثر لنز حرارتی کریستالی (تغییر شکل حرارتی ناشی از خنک‌سازی ناکافی).

روش تعمیر:

جزء نوری را تمیز کنید (از اتانول بی آب + پارچه بدون گرد و غبار استفاده کنید).

حفره تشدید را مجدداً کالیبره کنید (به تجهیزات حرفه ای مانند کولیماتور لیزری He-Ne نیاز دارد).

3. کاهش بازده تغییر طول موج یا دو برابر شدن فرکانس

دلایل احتمالی:

تغییر دمای کریستال دوبرابر فرکانس (KTP/BBO) یا تغییر زاویه تطبیق فاز.

تغییر طول موج پمپ (شکست کنترل دمای TEC).

روش تعمیر:

زاویه کریستال را دوباره کالیبره کنید (از قاب تنظیم دقیق استفاده کنید).

بررسی کنید که آیا کنترل دمای TEC پایدار است (تنظیم پارامتر PID).

4. آلارم های مکرر یا خاموش شدن خودکار

دلایل احتمالی:

حفاظت در برابر دمای بیش از حد (شکست سیستم خنک کننده).

اضافه بار منبع تغذیه (کهنه شدن خازن یا اتصال کوتاه).

باگ نرم افزار را کنترل کنید (نیاز به ارتقاء سیستم عامل).

روش تعمیر:

سنسور جریان آب خنک کننده و دما را بررسی کنید.

پایداری ولتاژ خروجی منبع تغذیه را اندازه گیری کنید.

برای دریافت آخرین سیستم عامل با سازنده تماس بگیرید.

IV. روش های مراقبت و نگهداری روزانه

1. تعمیر و نگهداری سیستم نوری

بازرسی هفتگی:

آینه خروجی و پنجره سوئیچ کیو را با اتانول بی آب + سواب پنبه ای بدون گرد و غبار تمیز کنید.

بررسی کنید که آیا مسیر نوری آفست شده است یا خیر (دقت کنید که نقطه نور در مرکز قرار دارد یا خیر).

هر 3 ماه یکبار:

بررسی کنید که آیا کریستال دوبرابر فرکانس (KTP/BBO) آسیب دیده یا آلوده شده است.

حفره تشدید را کالیبره کنید (در صورت لزوم از کمک لیزر همسو استفاده کنید).

2. تعمیر و نگهداری سیستم خنک کننده

بازرسی ماهانه:

آب دیونیزه شده را تعویض کنید (برای جلوگیری از گرفتگی رسوب در خط لوله).

فیلتر چیلر را تمیز کنید تا از اتلاف حرارت خوب اطمینان حاصل کنید.

هر 6 ماه یکبار:

بررسی کنید که آیا پمپ آب نرمال است و دبی (≥4 لیتر در دقیقه) را اندازه گیری کنید.

سنسور دما را کالیبره کنید (خطای < 0.5°C).

3. تعمیر و نگهداری سیستم الکترونیکی

بازرسی سه ماهه:

پایداری خروجی منبع تغذیه (نوسان جریان <1٪) را اندازه گیری کنید.

بررسی کنید که آیا زمین خوب است (از تداخل الکترومغناطیسی خودداری کنید).

نگهداری سالانه:

خازن های قدیمی (به خصوص قسمت منبع تغذیه ولتاژ بالا) را تعویض کنید.

برای جلوگیری از از دست رفتن داده ها، از پارامترهای کنترلی نسخه پشتیبان تهیه کنید