Тема: 6Вт 355нм LPKF

[desert_worm]

Доброго дня!
Использую в работе пару DPSS лазеров 355нм, заявленная мощность 6Вт.
Затем на одном из лазеров мощность начала стремительно падать до 2Вт.
Подключились сервисмены и сказали "что то не так с диодом накачки" долго что то ковыряли по удаленке, подняли ток на диоде с 54 до 63А. Мощность вышла на уровень 5Вт и вроде успокоились, однако спустя пару месяцев мощность снизилась до 4, а потом и до 3 с небольшим ватт и держится около полугода.
На втором лазере мощность снизилась до 4Вт, однако, запомнив что сервисмен регулировал рабочую температуру диода, я итерационно нашел температуру на которой мощность вернулась на уровень 5Вт (оказалась всего на 1 градус выше).
Заметил также интересную особенность, мощность меняется в непонятной зависимости от температуры в комнате. Первый лазер любит невыносимую жару, второй - комфортные +25.
Чиллеры настроены одинаково на +24.
Вот у меня какой вопрос, возможно ли самостоятельно заменить диод накачки, или дождаться когда умрет окончательно, а потом все целиком под замену. Цену обозначили 40килоевро за источник. Существуют ли в природе более стабильные решения, или постоянно надо плясать с измерителем и корректировать режимы работы.

[Gall]

Заменить можно, но хлопотно. Зависит от ваших возможностей. Если никогда ничего подобного не делали, лучше не надо. А если есть богатый опыт ремонта чего попало, тогда стоит.

Сильная зависимость от температуры лазера намекает на то, что проблема не в диоде, а в KTP-кристалле. Фаза гуляет. Но если лазер стоит при одинаковой температуре, а гуляет только температура электроники, то проверяйте драйвер, не должен он так сильно реагировать. Что-то в нем неисправно.

Проблема - совершенно стандартная: деградация лазеров со временем. Ограниченный срок службы. Решения пока не существует, разве что использовать технику с более дешевыми "расходными материалами", может быть с ламповой накачкой вместо DPSS (при условии дешевизны ламп). Срок службы резко продлевается при снижении мощности: если 6-ваттный лазер включить на 5 Вт вместо 6, он может служить дольше в 2-3 раза (см. документацию на диод).

Если модули китайские, то надо иметь в виду, что китайцы часто ставят лазеры в режиме "на износ", на предельно допустимых параметрах, с паспортным сроком службы 100 часов или около того. Например, у лазера может быть срок службы 10000 часов при 5 Вт или 100 часов при 10 Вт, так китайцы его на 10 Вт врубают. Поэтому лучше брать модули мощнее, чем надо, и ставить на часть полной мощности. Если даже производитель сделал такую подлянку, срок службы станет нормальным.

[desert_worm]

Спасибо за скорый ответ, примерно так себе и представлял ситуацию. Со слов дистрибутора сам источник может раскачать 10Вт, но придушен чтобы увеличить срок службы.

[desert_worm]

Помогите пожалуйста расшифровать параметры лазера:
частота, ток, мощность вопросов нет.
t[ns] - длительность одиночного импульса?
Ton[us] - продолжительность накачки?
Kuv - какой то коэфф. для ультрафиолета?
Kp - коэфф. для накачки?
T_intgr, T_avrg, t_off 
https://www.dropbox.com/s/xwzm0hbbpufartq/20180111_141528.jpg?dl=0
Получается что Ton напрямую связан с выходной мощностью, но не опасны ли такие манипуляции?

[Gall]

Таблица внизу относится ко встроенному в лазер датчику измерения мощности. ВременнЫе параметры: T_intgr - время интеграции датчика (то время, в течение которого он суммирует энергию импульса), T_avrg - время усреднения (то время, за которое считается средняя мощность лазера). Импульсы короче T_intgr считаются импульсами, более длинные считаются как ненадолго включенный непрерывный лазер. В обоих случаях под средней мощностью понимается усреднение за T_avrg. MAX t_off - пессимистичная оценка времени выключения (запаздывание выключения). Kuv и Kp - коэффициенты чувствительности датчика на "чужих" длинах волн.

t[ns] - длительность импульса лазера в режиме модулирования добротности.
Ton[us] - длительность импульса тока накачки. Прямая связь: при слишком длинных импульсах накачки мощность лазера падает.

[desert_worm]

простите за дилетанта за вопросы!
 -как синхронизируется рабочая частота с импульсами тока накачки?
 -более короткие импульсы накачки, быстрее убьют лазерный диод?
 -что такое burst-mode?

[Gall]

Синхронизации нет никакой, просто подается импульс тока на вход, на выходе будет импульс лазера. Импульсы накачки подают обычно с некой желаемой частотой: мало кому нужны одиночные.

Более короткие импульсы накачки диод не убьют быстрее, но получить их намного сложнее. Убить диод может отклонение от желаемых параметров импульса (ток дали больше, чем хотели), что на коротких импульсах при самодельной электронике более вероятно. Фирменная электроника, разумеется, все учитывает (должна учитывать, помним про халтуру).

Burst - это серия импульсов, идущих один за другим, но короткое время. Как бы импульс из импульсов.

[desert_worm]

Спасибо за столь обстоятельный ответ!
Попробую скорректировать таблицу соотношения длительности накачки к реальной мощности.
А вот интересно, с точки зрения качества луча, волоконник аналогичной мощности лучше или хуже?

[Gall]

Если качество луча - это модовый состав, то по пространственным модам лучше (TEM00 почти гарантирована), по частотным - как повезет, может и хуже быть.

[desert_worm]

В общем раскопал в недрах софта который управляет лазером как приоткрыть придушенные резервы по мощности, прибавил ~1Вт, больше не рискнул, как бы не загубить лошадку.
Пока копался, нашел предупреждение о повышенной влажности внутри лазера, уставка выставлена на 8%, получается, что влажность тоже может влиять на выходную мощность? Хотя, глядя на весь этот карточный домик, неудивительно.

[Gall]

Влажность влияет скорее на возможность загубить лазер. Техника вообще воду не любит.

[desert_worm]

подскажите, может кто знает:
-как нормируется стабильность выходной мощности лазеров?
-какие значения считаются тревожными "звоночками"?
диапазон мощностей 5-10Вт, назначение прецизионная микрообработка.

[desert_worm]

а вот еще такой вопрос, почему на входе в материал отверстие круглое, а на выходе овальное? Может быть дело в устройстве сканаторной головки (зеркала расположены на разных уровнях)?

PS кстати, я узнал про влажность, там стоит специальный фильтр осушитель и уровень постоянно контролируется, если больше 8% первый тревожный звоночек, если больше 40% авария.

PPS в поисках мощности, с помощью сервисной программки двигал кристалл и фильтр, незнаю что я там куда надвигал, но после изменения положения фильтра прибавилось 0.5 Вт мощности )

[Gall]

Стандартов на мощность лазеров нет. Нормирует каждый производитель сам в своей технической документации: первоначальная мощность, гарантированный срок службы в зависимости от мощности. Срок службы можно прикинуть и самому, просто экстраполировав падение мощности во времени. Или наоборот, построить график того, какое падение мощности устраивает с точки зрения срока службы, и бить тревогу, если реальная мощность упадет ниже желаемой. [Правильнее сказать, это не мощность, а КПД. Мощность будет такая, какой ток подадим на лазер. Поэтому измерять надо то, при каком токе достигается данная мощность. По мере износа лазера этот ток растет. Когда достигнет предельно допустимого, лазер крякнет.]

Лазер на малой мощности служит гораздо дольше, чем на большой. Поэтому имеет смысл лазер не насиловать, не изнашивать, и вообще брать более мощный в режиме малой мощности. Дольше прослужит. Мощные диодные лазеры пока что могут иметь небольшой срок службы.

Овальность луча: это обычный астигматизм. Луч диода изначально овальный (сильно вытянутый эллипс). Это приводит к неравномерной накачке кристалла, даже если луч корректируют, и луч DPSS оказывается тоже овальным. Такой луч можно свести в круг, но его расходимость по X и по Y оказывается неодинаковой, и он снова расходится в эллипс. Косые элементы оптической схемы тоже дают овальность. Можно подправить более точной настройкой элементов, или, если напрягает, добавить на выход пару оптических клиньев.

Если движение элементов изменяет мощность, то стоит посмотреть, не надо ли элементы почистить. В мощном лазере к оптике пригорает пыль в том месте, где проходит луч. Потом эта пыль мешает. Сдвигание в сторону поэтому может сильно улучшить работу, потому что луч начинает идти через чистое место, а не через грязное. Еще сдвиг может приводить к изменению диаметра луча или чуть-чуть направления или чего-то еще, за счет чего измеритель мощности может показать что-то другое без реального измерения мощности, про это тоже надо помнить.

[desert_worm]

Уважаемый Gall, подскажите пожалуйста, как то можно локализовать причину падения мощности? Диод накачки сдох или может быть что то в кристаллах не то. Спасибо.