Reparación de láser de fibra de alta potencia nlight

nLIGHT es un fabricante líder de láseres de fibra de alta potencia en Estados Unidos. Sus productos son conocidos por su alto brillo, alta fiabilidad y diseño modular. Se utilizan ampliamente en corte/soldadura industrial, defensa, medicina y otros campos. Sus tecnologías principales incluyen el acoplamiento de fibra, el bombeo de semiconductores y los sistemas de control inteligente.

2. Principio de funcionamiento

1. Principio fundamental

Fuente de bombeo: Múltiples láseres semiconductores de un solo tubo (longitud de onda 915/976 nm) se acoplan a la fibra de ganancia a través de un combinador de haz.

Medio de ganancia: fibra de doble revestimiento dopada con iterbio (Yb³⁺), que convierte la luz de bombeo en láser de 1064 nm.

Cavidad resonante: se utiliza FBG (rejilla de Bragg de fibra) para formar una estructura resonante totalmente de fibra.

Control de salida: La salida de pulso/continua se logra a través de AOM (modulador acústico-óptico) o modulación eléctrica directa.

2. Ventajas técnicas

Mejora del brillo: la tecnología patentada COREFLAT™ de nLIGHT hace que la calidad del haz (M²<1,1) sea mejor que la de los láseres de fibra tradicionales.

Eficiencia electroóptica: >40%, reduciendo significativamente el consumo de energía (en comparación con el <15% de los láseres de CO₂).

3. Funciones del producto y aplicaciones típicas

Serie láser Características Aplicaciones típicas

alta® CW/QCW, 1-20 kW Corte de placas gruesas, soldadura de barcos

element™ Compact, 500W-6kW Procesamiento de precisión de productos electrónicos de consumo

Láser de fibra pulsada pearl®, energía de pulso <1 mJ Corte de pieza polar de batería de litio, microperforación

Sistema láser militar de arma de energía dirigida (DEW) de alto brillo AFS (Serie de defensa)

4. Estructura mecánica y óptica

1. Componentes principales

Componente Función Sensibilidad a fallos

Módulo de bomba semiconductor Proporciona luz de bomba, vida útil de aproximadamente 50.000 horas

Fibra de ganancia Fibra de doble revestimiento dopada con iterbio, susceptible a pérdida por flexión

Combinador Combinación de haz de luz de múltiples bombas, fácil de envejecer a alta temperatura

Cabezal de salida QBH Interfaz industrial, el polvo o los golpes pueden causar fácilmente distorsión del haz

Sistema de refrigeración por agua Mantenga una estabilidad de temperatura de ±0,1 ℃, el bloqueo puede provocar sobrecalentamiento

2. Diagrama de estructura típica

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[Fuente de bombeo] → [Combinador] → [Fibra de ganancia] → [Resonador FBG] → [Modulación AOM] → [Salida QBH]

↑ Sistema de control de temperatura ↓ ↑ Sistema de refrigeración por agua ↓

V. Fallos comunes e ideas de mantenimiento

1. Caída de potencia o ausencia de salida

Posibles razones:

Atenuación del módulo de bomba (verificar curva corriente-potencia)

Rotura del punto de fusión de la fibra (detección OTDR)

Flujo insuficiente de refrigerante (verifique si el filtro está bloqueado)

Pasos de mantenimiento:

Utilice un medidor de potencia para detectar la pérdida de cada sección.

Reemplace el módulo de bomba anormal (se requiere calibración del fabricante).

Limpie o reemplace el filtro del sistema de enfriamiento de agua.

2. Deterioro de la calidad del haz (aumento de M²)

Posibles razones:

Contaminación del cabezal QBH (cara del extremo limpia con alcohol)

Ganancia de radio de curvatura de fibra <10 cm (recableado)

Efecto de lente térmica del combinador de haz (se requiere devolución del fabricante)

Diagnóstico rápido:

Utilice un analizador de haz para medir el patrón de puntos.

VI. Medidas de mantenimiento preventivo

1. Mantenimiento diario

Componentes ópticos:

Limpie el cabezal de salida QBH con etanol anhidro + un paño sin polvo cada semana.

Evite curvar la fibra óptica con radios pequeños (radio mínimo > 15 cm).

Sistema de refrigeración:

Compruebe la conductividad del refrigerante cada mes (debe ser <5μS/cm).

Reemplace el filtro cada trimestre.

2. Especificaciones de funcionamiento

Umbral de seguridad:

Está prohibido operar a más del 110% de la potencia nominal.

Espere 5 minutos antes de reiniciar después de un corte de energía repentino.

VII. Comparación con la competencia (nLIGHT vs. IPG)

Indicadores nLIGHT alta® 12kW IPG YLS-12000

Eficiencia electroóptica 42% 38%

Calidad del haz M² 1,05 1,2

Costo de mantenimiento Bajo (diseño modular) Alto

Tasa de fallos típica <2%/año 3-5%/año

VIII. Resumen

El láser nLIGHT logra una alta confiabilidad gracias a su diseño íntegramente de fibra y su control inteligente de temperatura. El mantenimiento se centra en:

Supervise periódicamente la tasa de atenuación del módulo de bomba.

Mantenga estrictamente limpio el sistema de enfriamiento.

Estandarizar la operación para evitar daños por tensión mecánica en la fibra óptica.

En caso de falla del componente central (láser), se recomienda buscar un proveedor de servicios de mantenimiento profesional para solucionarlo.