nlight högeffekt fiberlaserreparation

nLIGHT är en ledande tillverkare av högeffektfiberlaser i USA. Dess produkter är kända för sin höga ljusstyrka, höga tillförlitlighet och modulära design. De används ofta inom industriell skärning/svetsning, försvar, medicinska och andra områden. Dess kärnteknologier inkluderar fiberkoppling, halvledarpumpning och intelligenta styrsystem.

2. Arbetsprincip

1. Kärnprincip

Pumpkälla: Flera enrörshalvledarlasrar (våglängd 915/976 nm) kopplas in i förstärkningsfibern genom en strålkombinerare.

Förstärkningsmedium: Ytterbiumdopad (Yb³⁺) dubbelklädd fiber, som omvandlar pumpljus till 1064nm laser.

Resonanshålighet: FBG (fiber Bragg-gitter) används för att bilda en helfiberresonansstruktur.

Utgångskontroll: Puls/kontinuerlig utsignal uppnås genom AOM (akustisk-optisk modulator) eller direkt elektrisk modulering.

2. Tekniska fördelar

Förbättrad ljusstyrka: nLIGHTs patenterade COREFLAT™-teknologi gör strålkvaliteten (M²<1,1) bättre än traditionella fiberlasrar.

Elektrooptisk effektivitet: >40 %, vilket avsevärt minskar energiförbrukningen (jämfört med <15 % för CO₂-lasrar).

3. Produktfunktioner och typiska applikationer

Laserserien Egenskaper Typiska applikationer

alta® CW/QCW, 1-20kW Tjockplåtskärning, fartygssvetsning

element™ Kompakt, 500W-6kW Precisionsbearbetning av hemelektronik

pearl® Pulserad fiberlaser, <1mJ pulsenergi Litiumbatteri polbitskärning, mikroborrning

AFS (Defense Series) Militärt lasersystem med hög ljusstyrka riktat energivapen (DEW).

4. Mekanisk och optisk struktur

1. Kärnkomponenter

Komponent Funktion Felkänslighet

Halvledarpumpmodul Ger pumpljus, livslängd på cirka 50 000 timmar

Gain fiber Ytterbium-dopad dubbelklädd fiber, känslig för böjförlust

Combiner Multipump ljusstrålekombination, lätt att åldra vid hög temperatur

QBH-utgångshuvud Industriellt gränssnitt, damm/stötar kan lätt orsaka strålförvrängning

Vattenkylningssystem Bibehåll en temperaturstabilitet på ±0,1 ℃, blockering kan orsaka överhettning

2. Typiskt strukturdiagram

Kopiera

[Pumpkälla] → [Kombinator] → [Gain fiber] → [FBG-resonator] → [AOM-modulering] → [QBH-utgång]

↑ Temperaturkontrollsystem↓ ↑ Vattenkylningssystem↓

V. Vanliga fel och underhållsidéer

1. Strömfall eller ingen utgång

Möjliga orsaker:

Pumpmodulsdämpning (kontrollera ström-effektkurvan)

Fiberfusionspunktsbrott (OTDR-detektion)

Otillräckligt kylvätskeflöde (kontrollera filterblockering)

Underhållssteg:

Använd en effektmätare för att upptäcka förlusten av varje sektion.

Byt ut onormal pumpmodul (tillverkarens kalibrering krävs).

Rengör eller byt ut vattenkylsystemets filter.

2. Försämring av strålkvaliteten (ökning i M²)

Möjliga orsaker:

QBH-huvudkontamination (alkoholrenad ändyta)

Öka fiberböjningsradie <10 cm (omkoppling)

Beam combiner termisk linseffekt (tillverkarens retur krävs)

Snabb diagnos:

Använd en strålanalysator för att mäta punktmönstret.

VI. Förebyggande underhållsåtgärder

1. Dagligt underhåll

Optiska komponenter:

Rengör QBH-utgångshuvudet med vattenfri etanol + dammfri trasa varje vecka.

Undvik böjning av optisk fiber med liten radie (minsta radie > 15 cm).

Kylsystem:

Kontrollera kylvätskans ledningsförmåga varje månad (bör vara <5μS/cm).

Byt ut filtret varje kvartal.

2. Driftsspecifikationer

Säkerhetsgräns:

Det är förbjudet att arbeta med mer än 110 % av märkeffekten.

Vänta 5 minuter innan du startar om efter ett plötsligt strömavbrott.

VII. Jämförelse med konkurrenter (nLIGHT vs IPG)

Indikatorer nLIGHT alta® 12kW IPG YLS-12000

Elektrooptisk verkningsgrad 42 % 38 %

Strålkvalitet M² 1,05 1,2

Underhållskostnad Låg (modulär design) Hög

Typisk felfrekvens <2%/år 3-5%/år

VIII. Sammanfattning

nLIGHT laser uppnår hög tillförlitlighet genom helfiberdesign + intelligent temperaturkontroll. Underhållsfokus är:

Övervaka regelbundet dämpningsgraden för pumpmodulen.

Håll kylsystemet strikt rent.

Standardisera driften för att undvika mekanisk belastningsskada på den optiska fibern.

För fel på kärnkomponenter (laser) rekommenderas det att hitta en professionell underhållsleverantör som kan hantera det