Ремонт волоконного лазера високої потужності nlight

nLIGHT є провідним виробником високопотужних волоконних лазерів у Сполучених Штатах. Її продукція відома своєю високою яскравістю, високою надійністю та модульною конструкцією. Вони широко використовуються в промисловому різанні/зварюванні, обороні, медицині та інших сферах. Його основні технології включають з’єднання волокон, напівпровідникове накачування та інтелектуальні системи керування.

2. Принцип роботи

1. Основний принцип

Джерело накачування: кілька однотрубкових напівпровідникових лазерів (довжина хвилі 915/976 нм) підключаються до волокна посилення через об’єднувач променів.

Середовище посилення: леговане ітербієм (Yb³⁺) волокно з подвійною оболонкою, яке перетворює світло накачування на лазерне світло з довжиною 1064 нм.

Резонансна порожнина: FBG (волоконна решітка Брегга) використовується для формування повністю волоконної резонансної структури.

Контроль виходу: імпульсний/безперервний вихід досягається через AOM (акустико-оптичний модулятор) або пряму електричну модуляцію.

2. Технічні переваги

Покращення яскравості: запатентована технологія nLIGHT COREFLAT™ робить якість променя (M²<1,1) кращою, ніж у традиційних волоконних лазерів.

Електрооптична ефективність: >40%, значне зниження споживання енергії (порівняно з <15% для CO₂-лазерів).

3. Функції продукту та типові застосування

Серія лазерів Особливості Типові застосування

alta® CW/QCW, 1-20 кВт Різання товстих пластин, зварювання суден

element™ Compact, 500 Вт-6 кВт Точна обробка побутової електроніки

pearl® Імпульсний волоконний лазер, <1 мДж імпульсної енергії Літієва батарея різання полюса, мікросвердління

AFS (Defence Series) Зброя спрямованої енергії високої яскравості (DEW) Військова лазерна система

4. Механічна та оптична будова

1. Основні компоненти

Компонент Функція Чутливість до помилок

Напівпровідниковий насосний модуль Забезпечує світло насоса, термін служби приблизно 50 000 годин

Оптоволокно з подвійною оболонкою, леговане ітербієм, чутливе до втрат на вигині

Combiner Комбінація світлового променя з кількома насосами, легко старіти при високій температурі

Вихідна головка QBH Промисловий інтерфейс, пил/удари можуть легко спричинити спотворення променя

Система водяного охолодження Підтримуйте стабільність температури ±0,1 ℃, блокування може спричинити перегрів

2. Типова структурна схема

Копіювати

[Джерело насоса] → [Об'єднувач] → [Посилення волокна] → [Резонатор FBG] → [Модуляція AOM] → [Вихід QBH]

↑ Система контролю температури↓ ↑ Система водяного охолодження↓

V. Поширені несправності та ідеї щодо обслуговування

1. Падіння потужності або відсутність виходу

Можливі причини:

Затухання модуля насоса (перевірте криву струм-потужність)

Розрив точки злиття волокна (виявлення OTDR)

Недостатній потік охолоджуючої рідини (перевірте засмічення фільтра)

Етапи технічного обслуговування:

Використовуйте вимірювач потужності, щоб визначити втрату кожної секції.

Замініть несправний насосний модуль (потрібне калібрування виробником).

Очистіть або замініть фільтр системи водяного охолодження.

2. Погіршення якості променя (збільшення М²)

Можливі причини:

Забруднення головки QBH (торець чистий спиртом)

Радіус вигину волокна посилення <10 см (перемонтування)

Ефект теплової лінзи об’єднувача променів (потрібне повернення від виробника)

Швидка діагностика:

Використовуйте аналізатор променя, щоб виміряти малюнок плями.

VI. Профілактичні заходи

1. Щоденне обслуговування

Оптичні компоненти:

Щотижня очищуйте вихідну головку QBH безводним етанолом + тканиною без пилу.

Уникайте вигину оптичного волокна з малим радіусом (мінімальний радіус > 15 см).

Система охолодження:

Щомісяця перевіряйте провідність теплоносія (має бути <5 мкСм/см).

Замінюйте фільтр щокварталу.

2. Експлуатаційні характеристики

Поріг безпеки:

Забороняється працювати на потужності більше 110% від номінальної.

Зачекайте 5 хвилин перед перезапуском після раптового відключення електроенергії.

VII. Порівняння з конкурентами (nLIGHT проти IPG)

Індикатори nLIGHT alta® 12kW IPG YLS-12000

Електрооптична ефективність 42% 38%

Якість балки М² 1,05 1.2

Вартість обслуговування Низька (модульна конструкція) Висока

Типовий рівень відмов <2%/рік 3-5%/рік

VIII. Резюме

Лазер nLIGHT забезпечує високу надійність завдяки повністю волоконній конструкції + інтелектуальному контролю температури. Технічне обслуговування спрямоване на:

Регулярно контролюйте ступінь ослаблення насосного модуля.

Строго тримайте систему охолодження в чистоті.

Стандартизуйте роботу, щоб уникнути механічного пошкодження оптичного волокна.

У випадку несправності основного компонента (лазера) рекомендується знайти професійного постачальника послуг з технічного обслуговування, щоб вирішити цю проблему