Reparo de laser UV quase CW da Spectra Physics

O Laser Quasi Contínuo (QCW) Vanguard One UV125 da Spectra Physics é um laser ultravioleta quase contínuo para usinagem de precisão, combinando alta potência e excelente qualidade de feixe. A seguir, uma introdução à sua estrutura, falhas comuns e medidas de manutenção:

1. Estrutura

Cavidade ressonante a laser

Fonte de semente: Geralmente um cristal de laser Nd:YVO₄ bombeado por diodo que produz luz de frequência fundamental de 1064 nm.

Módulo Q-switching: Q-switching acústico-óptico (interruptor AO-Q) ou Q-switching eletro-óptico (interruptor EO-Q) para geração de pulsos curtos.

Módulo de duplicação de frequência: converte 1064 nm para 532 nm (segundo harmônico) através do cristal KTP/LBO e depois para 355 nm (terceiro harmônico, saída ultravioleta) através do cristal BBO.

Sistema de bombeamento

Matriz de diodos laser: fornece energia de bombeamento para o cristal Nd:YVO₄, exigindo controle preciso da temperatura (resfriamento TEC).

Geração e saída de UV

Grupo de cristal não linear: o cristal BBO ou CLBO é usado para conversão UV, que precisa ser mantido limpo e com temperatura estável.

Espelho de acoplamento de saída: revestimento antirreflexo UV é aplicado para reduzir a perda de energia.

Sistema de refrigeração

Módulo de resfriamento de água/ar: mantém a estabilidade da temperatura do cabeçote do laser, cristal e diodo (geralmente requer precisão de temperatura da água de ±0,1℃).

Controle e alimentação

Fonte de alimentação de alta tensão: Acione o módulo Q-switching e o diodo da bomba.

Sistema de controle: Incluindo CLP ou controlador incorporado, gerencia potência, frequência, largura de pulso e outros parâmetros.

Proteção do caminho óptico

Cavidade selada: preenchida com nitrogênio ou ar seco para evitar que a luz UV cause contaminação do componente óptico (como deliquescência de cristais e oxidação de espelhos).

2. Falhas comuns e possíveis causas

Queda de energia ou nenhuma saída

Contaminação de componentes ópticos: danos no revestimento do cristal UV (BBO) ou do espelho.

Falha na comutação Q: anormalidade no acionamento da chave AO/EO-Q ou deslocamento do cristal.

Envelhecimento do diodo da bomba: atenuação da potência de saída ou falha no controle de temperatura.

Deterioração da qualidade do feixe (aumento do ângulo de divergência, modo anormal)

Desalinhamento da cavidade ressonante: vibração mecânica causa deslocamento da lente.

Efeito de lente térmica de cristal: resfriamento insuficiente ou potência excessiva causam deformação do cristal.

Eficiência de conversão UV reduzida

Deslocamento do ângulo de correspondência da fase do cristal: flutuação de temperatura ou folga mecânica.

Potência insuficiente da luz de frequência fundamental (1064 nm/532 nm): problema de multiplicação de frequência pré-estágio.

Alarme ou desligamento do sistema

Falha de resfriamento: a temperatura da água está muito alta, o fluxo é insuficiente ou o sensor está anormal.

Sobrecarga de energia: curto-circuito do módulo de alta tensão ou envelhecimento do capacitor.

Instabilidade de pulso (flutuação de energia, frequência de repetição anormal)

Interferência de sinal do interruptor Q: mau contato do cabo ou ruído da fonte de alimentação.

Falha no software de controle: erro de configuração de parâmetros ou bug de firmware.

III. Medidas de manutenção

Inspeção óptica regular

Limpe a lente do caminho de luz externo (use etanol anidro e papel para lentes) e verifique se a superfície do cristal UV está danificada ou contaminada.

Observação: evite o contato direto com o revestimento óptico, e os cristais UV (como BBO) precisam ser armazenados de maneira à prova de umidade.

Manutenção do sistema de refrigeração

Troque regularmente a água deionizada (para evitar incrustações), verifique se há vazamentos na tubulação e limpe o pó do radiador.

Calibre o sensor de temperatura para garantir a velocidade de resposta do sistema de resfriamento.

Inspeção de circuitos e alimentação de energia

Monitore a estabilidade de saída da fonte de alimentação de alta tensão e substitua capacitores antigos ou componentes de filtro.

Verifique a linha de aterramento para reduzir a interferência eletromagnética.

Calibração e use um medidor de potência e um analisador de feixe para calibrar a potência de saída e o modo spot regularmente.

Otimize os parâmetros de comutação Q (como largura de pulso e frequência de repetição) por meio de software de controle.

Controle ambiental

Manter temperatura e umidade constantes no ambiente de trabalho (temperatura recomendada 22±2℃, umidade <50%).

Se a máquina ficar desligada por um longo período, é recomendável preencher o caminho óptico com nitrogênio.

Registro e prevenção de falhas

Registre o código de alarme e o fenômeno da falha para facilitar a localização rápida do problema (por exemplo, o software Spectra Physics geralmente fornece registros de erros).

IV. Precauções

Proteção de segurança: O laser ultravioleta (355 nm) é prejudicial à pele e aos olhos, e óculos de proteção especiais devem ser usados ​​durante a operação.

Manutenção profissional: O alinhamento do cristal e a depuração da cavidade ressonante devem ser realizados pelo fabricante ou engenheiros certificados para evitar a autodesmontagem.

Gerenciamento de peças de reposição: reserve peças vulneráveis ​​(como anéis de vedação, diodos de bomba, cristais de Q-switch).

Caso seja necessário suporte técnico adicional, recomendamos entrar em contato com nossa equipe técnica e fornecer o número de série do laser e os detalhes da falha para obter soluções direcionadas.