Sửa chữa laser sợi quang JDSU Semiconductor

JDSU (hiện nay là Lumentum và Viavi Solutions) là một công ty quang điện tử hàng đầu thế giới. Các sản phẩm laser của công ty được sử dụng rộng rãi trong truyền thông quang học, xử lý công nghiệp, nghiên cứu khoa học và các lĩnh vực y tế. Laser JDSU được biết đến với độ ổn định cao, tuổi thọ cao và khả năng điều khiển chính xác. Chúng chủ yếu bao gồm laser bán dẫn, laser sợi quang và laser trạng thái rắn.

2. Chức năng và cấu trúc của laser JDSU

1. Chức năng chính

Truyền thông quang: được sử dụng cho truyền thông cáp quang tốc độ cao (như hệ thống DWDM, mô-đun quang).

Gia công công nghiệp: khắc laser, cắt, hàn (laser sợi quang công suất cao).

Thí nghiệm nghiên cứu khoa học: phân tích quang phổ, quang học lượng tử, radar laser (LIDAR).

Thiết bị y tế: phẫu thuật bằng laser, điều trị da (như laser bán dẫn).

2. Thành phần cấu trúc điển hình

Cấu trúc cốt lõi của laser JDSU thay đổi tùy theo loại, nhưng thường bao gồm các thành phần chính sau:

Chức năng thành phần

Diode laser (LD) Tạo ra ánh sáng laser, thường thấy trong laser bán dẫn

Bộ cộng hưởng sợi quang Được sử dụng trong laser sợi quang để tăng cường đầu ra laser

Bộ điều biến quang điện (EOM) Điều khiển xung laser/đầu ra liên tục

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ (TEC) Ổn định bước sóng laser và ngăn ngừa quá nhiệt

Hệ thống ghép quang học Tối ưu hóa chất lượng chùm tia (như thấu kính hội tụ)

Mạch truyền động Cung cấp dòng điện ổn định để ngăn ngừa sự dao động điện áp

III. Các lỗi thường gặp và chẩn đoán của laser JDSU

1. Công suất đầu ra của laser giảm

Nguyên nhân có thể:

Tuổi thọ của diode laser (thường từ 20.000 đến 50.000 giờ).

Đầu nối sợi quang bị nhiễm bẩn hoặc hư hỏng (như bụi, trầy xước).

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ (TEC) bị lỗi gây ra hiện tượng trôi bước sóng.

Giải pháp:

Kiểm tra độ sạch của mặt đầu sợi và thay thế nếu cần thiết.

Kiểm tra xem dòng điện truyền động có ổn định không và điều chỉnh hoặc thay thế mô-đun LD.

2. Tia laser không thể khởi động

Những lý do có thể:

Mất điện (chẳng hạn như nguồn điện không đủ hoặc chập mạch).

Mạch điều khiển bị hỏng (chẳng hạn như cháy PCB).

Cò khóa an toàn (chẳng hạn như tản nhiệt kém).

Giải pháp:

Kiểm tra xem điện áp nguồn có đáp ứng thông số kỹ thuật hay không (chẳng hạn như 5V/12V).

Khởi động lại hệ thống và kiểm tra mã lỗi (một số mẫu máy hỗ trợ chức năng tự kiểm tra).

3. Chất lượng chùm tia giảm sút (giá trị M² tăng)

Những lý do có thể:

Các thành phần quang học (như thấu kính, gương phản xạ) bị nhiễm bẩn hoặc lệch.

Bán kính uốn cong của sợi quá nhỏ, dẫn đến hiện tượng méo dạng chế độ.

Giải pháp:

Vệ sinh hoặc hiệu chuẩn lại các thành phần quang học.

Đảm bảo rằng việc lắp đặt sợi quang đáp ứng các yêu cầu về bán kính uốn cong tối thiểu.

IV. Phương pháp bảo dưỡng laser JDSU

1. Bảo trì hàng ngày

Vệ sinh các thành phần quang học:

Sử dụng tăm bông không bụi + cồn isopropyl để vệ sinh mặt đầu sợi quang và thấu kính.

Tránh chạm trực tiếp bằng tay vào bề mặt quang học.

Kiểm tra hệ thống làm mát:

Vệ sinh bụi quạt thường xuyên để đảm bảo ống dẫn khí không bị tắc nghẽn.

Theo dõi các thông số laser:

Ghi lại công suất đầu ra và độ ổn định của bước sóng, đồng thời xử lý kịp thời các bất thường.

2. Bảo trì thường xuyên (khuyến nghị 6 đến 12 tháng một lần)

Thay thế các bộ phận cũ:

Điốt laser (LD) cần được thay thế sau khi hết tuổi thọ.

Kiểm tra đầu nối sợi quang và thay thế nếu chúng bị mòn nghiêm trọng.

Hiệu chỉnh hệ thống quang học:

Sử dụng máy phân tích chùm tia để phát hiện giá trị M² và điều chỉnh vị trí ống chuẩn trực.

3. Các biện pháp phòng ngừa khi lưu trữ lâu dài

Yêu cầu về môi trường:

Nhiệt độ 10~30°C, độ ẩm <60% RH.

Tránh rung động và nhiễu từ trường mạnh.

Bảo trì khi bật nguồn:

Đối với máy laser không sử dụng trong thời gian dài, nên bật máy 1 giờ mỗi tháng để tránh tụ điện bị lão hóa.

V. Các biện pháp phòng ngừa để kéo dài tuổi thọ của laser

Nguồn điện ổn định: Sử dụng nguồn điện ổn định + UPS để tránh tình trạng điện áp dao động làm hỏng mạch điện.

Hoạt động tiêu chuẩn:

Tránh bật và tắt nguồn thường xuyên (khoảng thời gian > 30 giây).

Nghiêm cấm vận hành công suất quá mức (ví dụ vượt quá dòng điện định mức 10%).

Chống bụi và chống ẩm:

Sử dụng trong môi trường sạch sẽ và lắp nắp che bụi nếu cần thiết.

Trang bị máy hút ẩm hoặc máy hút ẩm ở những khu vực ẩm ướt.

Sao lưu các tham số thường xuyên:

Lưu dữ liệu hiệu chuẩn của nhà máy để dễ dàng phục hồi lỗi.

VI. Tóm tắt

Độ tin cậy cao của laser JDSU phụ thuộc vào việc sử dụng đúng cách và bảo trì thường xuyên. Bằng cách vệ sinh các thành phần quang học, theo dõi quá trình tản nhiệt và thay thế các bộ phận cũ kịp thời, tỷ lệ hỏng hóc có thể giảm đáng kể và tuổi thọ của thiết bị có thể được kéo dài. Đối với các ứng dụng quan trọng (như truyền thông quang học), nên lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa và duy trì liên lạc với bộ phận hỗ trợ kỹ thuật ban đầu.