ремонт волоконного лазера высокой мощности nlight

nLIGHT — ведущий производитель волоконных лазеров высокой мощности в США. Его продукция известна своей высокой яркостью, высокой надежностью и модульной конструкцией. Она широко используется в промышленной резке/сварке, обороне, медицине и других областях. Его основные технологии включают волоконную связь, полупроводниковую накачку и интеллектуальные системы управления.

2. Принцип работы

1. Основной принцип

Источник накачки: несколько однотрубчатых полупроводниковых лазеров (длина волны 915/976 нм) соединены в усиливающее волокно через объединитель пучков.

Усиливающая среда: волокно с двойной оболочкой, легированное иттербием (Yb³⁺), преобразующее свет накачки в лазерный сигнал с длиной волны 1064 нм.

Резонансная полость: для формирования полностью волоконной резонансной структуры используется ВБР (волоконная решетка Брэгга).

Управление выходом: Импульсный/непрерывный выход достигается с помощью АОМ (акустооптического модулятора) или прямой электрической модуляции.

2. Технические преимущества

Улучшение яркости: запатентованная технология COREFLAT™ компании nLIGHT обеспечивает лучшее качество луча (M²<1,1) по сравнению с традиционными волоконными лазерами.

Электрооптическая эффективность: >40%, что значительно снижает потребление энергии (по сравнению с <15% для CO₂-лазеров).

3. Функции продукта и типичные области применения

Серия лазеров Характеристики Типичные области применения

alta® CW/QCW, 1-20 кВт Резка толстых листов, сварка судов

element™ Compact, 500 Вт-6 кВт Точная обработка бытовой электроники

Pearl® Импульсный волоконный лазер, энергия импульса <1 мДж Резка полюсного наконечника литиевой батареи, микросверление

AFS (Defense Series) Высокояркое направленное энергетическое оружие (DEW) Военная лазерная система

4. Механическая и оптическая структура

1. Основные компоненты

Компонент Функция Чувствительность к неисправности

Модуль полупроводникового насоса Обеспечивает свет насоса, срок службы около 50 000 часов

Волокно усиления: волокно с двойной оболочкой, легированное иттербием, подверженное потерям на изгибах

Комбинатор Комбинация светового луча с несколькими насосами, легко стареет при высоких температурах

Выходная головка QBH Промышленный интерфейс, пыль/удары могут легко вызвать искажение луча

Система водяного охлаждения Поддерживает стабильность температуры ±0,1℃, засорение может привести к перегреву

2. Типовая структурная схема

Копировать

[Источник накачки] → [Комбинатор] → [Усилительное волокно] → [Резонатор FBG] → [Модуляция AOM] → [Выход QBH]

↑ Система контроля температуры↓ ↑ Система водяного охлаждения↓

V. Распространенные неисправности и идеи по техническому обслуживанию

1. Падение мощности или отсутствие выходного сигнала

Возможные причины:

Затухание модуля насоса (проверьте кривую зависимости тока от мощности)

Разрыв точки сплавления волокна (обнаружение с помощью OTDR)

Недостаточный поток охлаждающей жидкости (проверьте засорение фильтра)

Этапы обслуживания:

Используйте измеритель мощности для определения потерь в каждой секции.

Замените неисправный модуль насоса (требуется калибровка производителя).

Очистите или замените фильтр системы водяного охлаждения.

2. Ухудшение качества пучка (увеличение M²)

Возможные причины:

Загрязнение головки QBH (торец очищен спиртом)

Радиус изгиба волокна усиления <10 см (перемонтаж)

Эффект тепловой линзы в объединителе лучей (требуется возврат производителю)

Быстрая диагностика:

Используйте анализатор луча для измерения рисунка пятна.

VI. Профилактические мероприятия по техническому обслуживанию

1. Ежедневное обслуживание

Оптические компоненты:

Очищайте выходную головку QBH безводным этанолом и чистой тканью каждую неделю.

Избегайте изгиба оптического волокна с малым радиусом (минимальный радиус > 15 см).

Система охлаждения:

Ежемесячно проверяйте проводимость охлаждающей жидкости (она должна быть <5 мкСм/см).

Заменяйте фильтр каждый квартал.

2. Эксплуатационные характеристики

Порог безопасности:

Запрещается эксплуатация на мощности более 110% от номинальной.

Подождите 5 минут перед повторным запуском после внезапного отключения электроэнергии.

VII. Сравнение с конкурентами (nLIGHT против IPG)

Индикаторы nLIGHT alta® 12 кВт IPG YLS-12000

Электрооптическая эффективность 42% 38%

Качество луча M² 1,05 1,2

Стоимость обслуживания Низкая (модульная конструкция) Высокая

Типичная частота отказов <2%/год 3-5%/год

VIII. Краткое содержание

Лазер nLIGHT достигает высокой надежности благодаря полностью волоконной конструкции + интеллектуальному контролю температуры. Основное внимание при обслуживании уделяется:

Регулярно контролируйте скорость затухания насосного модуля.

Строго следите за чистотой системы охлаждения.

Стандартизируйте работу, чтобы избежать механических повреждений оптического волокна.

В случае выхода из строя основного компонента (лазера) рекомендуется обратиться к профессиональному поставщику услуг по техническому обслуживанию для устранения неисправности.