Naprawa lasera Quasi-CW UV Spectra Physics

Spectra Physics Quasi Continuous Laser (QCW) Vanguard One UV125 to quasi-ciągły ultrafioletowy laser do precyzyjnej obróbki, łączący wysoką moc wyjściową i doskonałą jakość wiązki. Poniżej przedstawiono wprowadzenie do jego struktury, typowych usterek i środków konserwacyjnych:

1. Struktura

Rezonansowa komora laserowa

Źródło światła: Zwykle laser Nd:YVO₄ pompowany diodą, który generuje światło o częstotliwości podstawowej 1064 nm.

Moduł przełączania Q: akustooptyczne przełączanie Q (przełącznik AO-Q) lub elektrooptyczne przełączanie Q (przełącznik EO-Q) służące do generowania krótkich impulsów.

Moduł podwajający częstotliwość: przetwarza 1064 nm na 532 nm (druga harmoniczna) poprzez kryształ KTP/LBO, a następnie na 355 nm (trzecia harmoniczna, wyjście ultrafioletowe) poprzez kryształ BBO.

Układ pompujący

Układ diod laserowych: zapewnia energię pompującą dla kryształu Nd:YVO₄, wymagającego precyzyjnej kontroli temperatury (chłodzenie TEC).

Generowanie i wyjście UV

Grupa kryształów nieliniowych: kryształ BBO lub CLBO jest używany do konwersji UV, która musi być utrzymywana w czystości i stabilnej temperaturze.

Lustro sprzęgające wyjściowe: zastosowano powłokę antyrefleksyjną UV w celu zmniejszenia strat energii.

Układ chłodzenia

Moduł chłodzenia wodnego/powietrznego: utrzymuje stabilność temperatury głowicy lasera, kryształu i diody (zwykle wymaga dokładności temperatury wody na poziomie ±0,1℃).

Sterowanie i zasilanie

Zasilanie wysokiego napięcia: sterowanie modułem przełączającym Q i diodą pompującą.

Układ sterowania: obejmujący sterownik PLC lub sterownik wbudowany, umożliwiający zarządzanie mocą, częstotliwością, szerokością impulsu i innymi parametrami.

Ochrona ścieżki optycznej

Zamknięta komora: Wypełniona azotem lub suchym powietrzem, aby zapobiec zanieczyszczeniu elementów optycznych przez promieniowanie UV (takiemu jak rozpływanie się kryształu i utlenianie lustra).

2. Typowe usterki i możliwe przyczyny

Spadek mocy lub brak wyjścia

Zanieczyszczenie elementów optycznych: uszkodzenie kryształu UV (BBO) lub powłoki lustrzanej.

Awaria przełączania Q: nieprawidłowość napędu przełącznika AO/EO-Q lub przesunięcie kryształu.

Starzenie się diody pompy: osłabienie mocy wyjściowej lub awaria kontroli temperatury.

Pogorszenie jakości wiązki (zwiększony kąt rozbieżności, tryb nieprawidłowy)

Niewspółosiowość wnęki rezonansowej: drgania mechaniczne powodują przesunięcie soczewki.

Efekt soczewki termicznej kryształu: niewystarczające chłodzenie lub nadmierna moc powoduje deformację kryształu.

Zmniejszona wydajność konwersji UV

Przesunięcie kąta dopasowania faz kryształu: wahania temperatury lub luzy mechaniczne.

Niewystarczająca moc światła o częstotliwości podstawowej (1064 nm/532 nm): problem mnożenia częstotliwości przed etapem.

Alarm lub wyłączenie systemu

Awaria chłodzenia: temperatura wody jest zbyt wysoka, przepływ jest niewystarczający lub czujnik działa nieprawidłowo.

Przeciążenie prądowe: zwarcie modułu wysokiego napięcia lub starzenie się kondensatora.

Niestabilność impulsu (wahania energii, nieprawidłowa częstotliwość powtarzania)

Zakłócenia sygnału sterującego przełącznikiem Q: zły styk kabla lub zakłócenia w zasilaniu.

Awaria oprogramowania sterującego: błąd ustawienia parametrów lub błąd oprogramowania sprzętowego.

III. Środki konserwacyjne

Regularna kontrola optyczna

Wyczyść zewnętrzną soczewkę ścieżki światła (za pomocą bezwodnego etanolu i papieru ściernego) i sprawdź, czy powierzchnia kryształu UV nie jest uszkodzona lub zanieczyszczona.

Uwaga: Należy unikać bezpośredniego kontaktu z powłoką optyczną. Kryształy UV (np. BBO) należy przechowywać w miejscu zabezpieczonym przed wilgocią.

Konserwacja układu chłodzenia

Regularnie wymieniaj wodę dejonizowaną (aby zapobiec osadzaniu się kamienia), sprawdzaj, czy rurociąg nie przecieka, i usuwaj kurz z chłodnicy.

Skalibruj czujnik temperatury, aby zapewnić szybkość reakcji układu chłodzenia.

Kontrola zasilania i obwodów

Monitoruj stabilność wyjściową zasilacza wysokiego napięcia i wymieniaj starzejące się kondensatory lub elementy filtrów.

Sprawdź przewód uziemiający, aby zredukować zakłócenia elektromagnetyczne.

Kalibracja i regularne kalibrowanie mocy wyjściowej oraz trybu punktowego za pomocą miernika mocy i analizatora wiązki.

Optymalizacja parametrów Q-switching (takich jak szerokość impulsu i częstotliwość powtarzania) za pomocą oprogramowania sterującego.

Kontrola środowiska

Utrzymuj stałą temperaturę i wilgotność w środowisku pracy (zalecana temperatura 22±2℃, wilgotność <50%).

Jeżeli maszyna nie będzie używana przez dłuższy czas, zaleca się napełnienie ścieżki optycznej azotem.

Rejestrowanie i zapobieganie błędom

Zarejestruj kod alarmu i zjawisko usterki, aby ułatwić szybką lokalizację problemu (tak jak zwykle robi to oprogramowanie Spectra Physics, udostępniając dzienniki błędów).

IV. Środki ostrożności

Ochrona bezpieczeństwa: Laser ultrafioletowy (355 nm) jest szkodliwy dla skóry i oczu, dlatego podczas pracy należy nosić specjalne okulary ochronne.

Profesjonalna konserwacja: Wyrównanie kryształów i debugowanie wnęki rezonansowej muszą być wykonywane przez producenta lub certyfikowanych inżynierów, aby uniknąć samodzielnego demontażu.

Zarządzanie częściami zamiennymi: zarezerwuj części podatne na uszkodzenia (takie jak pierścienie uszczelniające, diody pompujące, kryształy Q-switch).

Jeśli wymagana jest dalsza pomoc techniczna, zaleca się skontaktowanie się z naszym zespołem technicznym i podanie numeru seryjnego lasera oraz szczegółów usterki, aby uzyskać konkretne rozwiązania.