लेजर स्रोत से खराब बीम गुणवत्ता का क्या कारण है?

बीम गुणवत्ता के मुख्य मापदंड: बीपीपी से लेकर एम² तक

चलिए मूल बातों से शुरुआत करते हैं। यदि आप प्रतिदिन लेजर के साथ काम करते हैं, तो आपने शायद लोगों को कहते सुना होगा कि "मेरी बीम गुणवत्ता खराब है", लेकिन वास्तव में इसका क्या अर्थ है? सरल शब्दों में कहें तो, बीम गुणवत्ता आपको बताती है कि लेजर ऊर्जा कितनी कसी और केंद्रित रहती है जब वह यात्रा करती है। इसे मापने के लिए उद्योग मानक में दो संख्याएँ हैं: बीपीपी (बीम पैरामीटर प्रोडक्ट) और एम² (जिसे बीम गुणवत्ता गुणांक भी कहा जाता है) । ये संख्याएँ जितनी छोटी होंगी, बीम उतना ही बेहतर होगा।

उदाहरण के लिए, यदि आप उच्च सटीकता के साथ पतली धातु काट रहे हैं, तो आपको कम BPP वाला फाइबर लेज़र स्रोत चाहिए। Raysoar विकल्प प्रदान करता है जैसे कि रेयकस RFL C6000S, जिसका BPP 2.7 से 3.1 के बीच है, या Raycus RFL C2000S, जिसका M² 1.5 से कम है। दूसरी ओर, अधिकतम mFSC 1500C आपको 50 माइक्रोन फाइबर के साथ BPP ≤ 1.5 प्रदान करता है। ये सूक्ष्म कार्यों के लिए बहुत उपयुक्त हैं। अब यदि आपको बहुत उच्च शक्ति पर मोटी प्लेटें काटने की आवश्यकता है, तो आप थोड़ा उच्च BPP स्वीकार कर सकते हैं। Raycus RFL C40000M का BPP ≤ 4.3 है और RFL C60000M का BPP ≤ 6.5 है। ये अभी भी बहुत उपयोगी हैं, लेकिन एकल-मोड स्रोतों से भिन्न हैं। अतः जब आपकी बीम गुणवत्ता कम होती है, तो ये मान बढ़ जाते हैं, और आपको चौड़े कट, खुरदुरे किनारे या अस्थिर वेल्डिंग दिखाई देंगे।

बीम गुणवत्ता में गिरावट के छह प्रमुख कारण

अब मैं आपको वास्तविक शॉप फ्लोर के अनुभव से बताता हूँ कि वास्तव में बीम गुणवत्ता को क्या नष्ट करता है। मैंने इन छह समस्याकारकों को बार-बार देखा है।

• पहला, प्रकाशिक घटकों का दूषण या क्षति। लेंस या सुरक्षा विंडो पर धूल, धुआँ या यहाँ तक कि एक सूक्ष्म उंगली का निशान भी ऊर्जा को अवशोषित कर लेगा, गर्म हो जाएगा और बीम को विकृत कर देगा। एक बार जब कोटिंग पर छोटा सा जलने का निशान दिखाई दे जाता है, तो बीम प्रोफाइल असमान हो जाता है। यह विशेष रूप से तब होता है जब आप ऐसी सामग्रियों को काट रहे होते हैं जो बहुत अधिक स्पैटर उत्पन्न करती हैं।

• दूसरा, डिलीवरी फाइबर में अत्यधिक मोड़ या क्षति। आउटपुट फाइबर मजबूत है, लेकिन अविनाशी नहीं है। यदि आप इसे बहुत तेजी से मोड़ते हैं, जैसे कि विनिर्दिष्ट न्यूनतम वक्रता त्रिज्या से छोटी त्रिज्या पर, या यदि आप इस पर कार्ट चलाते हैं, तो फाइबर के कोर की आंतरिक संरचना पर तनाव पड़ता है। उच्च क्रम के मोड प्रकट होते हैं और स्पॉट आकार बढ़ जाता है। किसी भी लेज़र स्रोत के लिए, हमेशा मैनुअल में न्यूनतम वक्रता त्रिज्या की जाँच करें। कुछ दुकानें तो फाइबर पर किसी के कदम रखने से रोकने के लिए फर्श पर निशान भी लगा देती हैं।

• तीसरा, पंप स्रोत का वर्षों तक उपयोग के कारण जून और तापमान में अस्थिरता। पंप डायोड समय के साथ धीरे-धीरे अपनी शक्ति खो देते हैं। उनकी तरंगदैर्ध्य भी तापमान परिवर्तन के साथ स्थानांतरित हो जाती है। यदि शीतलन जल स्थिर नहीं है या चिलर का आकार अपर्याप्त है, तो पंप की तरंगदैर्ध्य लाभ फाइबर के अवशोषण शिखर से विस्थापित हो जाती है। तब ऊर्जा स्थानांतरण अक्षम हो जाता है और बीम हिलने लगता है। यह एक धीमा अवक्षय है, लेकिन यह लगातार जमा होता रहता है।

• चौथा, तापीय लेंस प्रभाव और खराब ऊष्मा अपवहन। जब लेज़र घंटों तक उच्च शक्ति पर चलता है, तो लाभ फाइबर और प्रकाशिकी गर्म हो जाती हैं। ऊष्मा अपवर्तनांक को बदल देती है, जो कोष्ठ में एक अतिरिक्त लेंस की तरह कार्य करती है। फोकस स्थानांतरित हो जाता है, मोड अव्यवस्थित हो जाता है, और आप एक फूला हुआ स्थान देखते हैं। यदि आपका चिलर अवरुद्ध है या प्रवाह दर बहुत कम है, तो तापीय लेंस प्रभाव कहीं अधिक तीव्रता से शुरू हो जाता है। यही कारण है कि रेसोअर हमेशा ग्राहकों को अपनी शीतलन प्रणाली की साप्ताहिक जाँच करने की याद दिलाता रहता है।

• पाँचवाँ, अनुनादक का विसंरेखण और मोड अवक्षय। यह पुराने या बहु-मोड लेज़र्स में अधिक सामान्य है। एक दर्पण का भी थोड़ा सा झुकाव या गेन मॉड्यूल का स्थानांतरण बीम को अक्ष से बाहर टकराने का कारण बन जाता है। आउटपुट एक साफ़ गॉसियन शिखर के बजाय डोनट के आकार या कई बिंदुओं का रूप ले लेता है। एक बार जब संरेखण विचलित हो जाता है, तो बीम की गुणवत्ता तेज़ी से कम हो जाती है। कई आधुनिक लेज़र स्रोत अच्छी तरह सील किए गए होते हैं, लेकिन भारी कंपन या परिवहन के बाद भी जाँच करना उचित होता है।

• छठा, प्रतिबिंबित प्रकाश के कारण क्षति। यह क्षति छिपी हुई होती है। जब आप तांबे, पीतल या एल्युमीनियम को काटते या वेल्ड करते हैं, तो लेज़र प्रकाश का एक हिस्सा फाइबर लेज़र स्रोत में वापस प्रतिबिंबित हो जाता है। यह प्रतिबिंबित प्रकाश पंप डायोड्स को अतिभारित कर सकता है या लाभ फाइबर के सामने के भाग को क्षतिग्रस्त कर सकता है। भले ही प्रतिबिंब का एक छोटा सा झटका भी स्थायी क्षरण का कारण बन सकता है। कुछ लेज़र स्रोतों में उच्च प्रतिबिंब के खिलाफ मज़बूत प्रतिरोध क्षमता होती है। उदाहरण के लिए, रेकस RFL C12000S इसी विशेषता के साथ डिज़ाइन किया गया है। लेकिन प्रत्येक स्रोत में यह सुविधा उपलब्ध नहीं होती है। यदि आप अक्सर प्रतिबिंबित धातुओं के साथ काम करते हैं, तो कृपया रेसोअर से एक ऐसे स्रोत के बारे में पूछें जिसमें अंतर्निहित सुरक्षा हो, या एक बाह्य आइसोलेटर जोड़ें।

बीम गुणवत्ता समस्याओं का निदान कैसे करें

तो आपको संदेह है कि आपका बीम पहले की तरह अच्छा नहीं है। आप इसे लेज़र भौतिक विज्ञानी बने बिना कैसे जाँच सकते हैं? यहाँ चार व्यावहारिक विधियाँ दी गई हैं जो कोई भी वर्कशॉप कर सकती है।

• शक्ति मापन यह सबसे आसान शुरुआत है। आउटपुट का मान सेट मान के अनुरूप है या नहीं, यह जाँचने के लिए एक लेज़र पावर मीटर का उपयोग करें। शक्ति में महत्वपूर्ण कमी अक्सर बीम के अवक्षय के साथ होती है। लेकिन सावधान रहें, कभी-कभी शक्ति समान बनी रहती है जबकि बीम प्रोफाइल खराब हो जाती है। अतः केवल शक्ति का मापन पर्याप्त नहीं है।

• बीम प्रोफाइल विश्लेषण आपको वास्तविक उत्तर देता है। एक बीम प्रोफाइलर कैमरा वास्तविक आकार और ऊर्जा वितरण को कैप्चर करता है। आप देख सकते हैं कि यह एक सुंदर गोलाकार शिखर है या एक विकृत, अस्पष्ट रूप से विक्षिप्त संरचना है जिसमें साइड लोब्स हैं। कई सेवा तकनीशियन एक पोर्टेबल प्रोफाइलर लेकर चलते हैं। यदि आपके पास ऐसा कोई उपकरण नहीं है, तो कभी-कभी आप एक रफ अंदाज़ा लगाने के लिए बर्न पेपर का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन यह बहुत सटीक नहीं है।

• फाइबर के सिरे का निरीक्षण किसी भी फाइबर डिलीवर्ड लेज़र के लिए यह महत्वपूर्ण है। आउटपुट कनेक्टर को सावधानीपूर्वक हटाएं और फाइबर के टिप को माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखें। कोई भी गंदगी, जलने का निशान या दरार सीधे बीम की गुणवत्ता को नष्ट कर देगी। लेज़र स्रोत के लिए, उचित सफाई किट का उपयोग करके अंत-फलक की सफाई करने से अक्सर प्रदर्शन में काफी सुधार हो जाता है। यदि अंत-फलक क्षतिग्रस्त है, तो आपको फाइबर को पुनः क्लीव करने या प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है।

• तापमान निगरानी एक छिपी हुई कहानी बताती है। लेज़र हेड, पंप हाउसिंग और शीतलन जल के प्रवेश और निकास पर थर्मोकपल लगाएं। यदि स्थिर शक्ति के तहत तापमान असामान्य रूप से बढ़ता है, तो आपके पास संभवतः एक तापीय लेंस प्रभाव या शीतलन समस्या है। समय के साथ तापमान का लॉग रखें। यह आपको विफलता होने से पहले ड्रिफ्ट को पकड़ने में मदद करता है।

बीम की गुणवत्ता परिणाम है और सिस्टम मैचिंग कुंजी है

इस सब के बाद, एक बात स्पष्ट है। बीम की गुणवत्ता केवल एक विशिष्टता शीट पर दिया गया एक संख्यात्मक मान नहीं है। यह पूरे प्रणाली के एकसाथ कितनी अच्छी तरह से कार्य करने का परिणाम है। यदि फाइबर में कोई किंक (मोड़) है, लेंस गंदा है, या शीतलन कमजोर है, तो एक आदर्श फाइबर लेजर स्रोत भी खराब बीम उत्पन्न करेगा। दूसरी ओर, एक मामूली स्रोत भी, यदि उसके ऑप्टिक्स साफ़ हों, संरेखण उचित हो और ऊष्मीय प्रबंधन अच्छा हो, तो अक्सर आश्चर्यजनक रूप से अच्छे परिणाम प्रदान कर सकता है।

अतः केवल M² मान को ही न देखें। पूरे चित्र को देखें। क्या आपकी कार्यशाला साफ़ है? आप फाइबर के सिरे की सतह का निरीक्षण कितनी बार करते हैं? क्या आपका चिलर गर्मियों के दिनों के लिए पर्याप्त क्षमता रखता है? आपकी रोकथाम सदैव मरम्मत से बेहतर होती है, और सही प्रणाली का चयन करना आपकी उच्चतम सीमा निर्धारित करता है।

क्या आपके पास एक प्रक्रिया साझेदार है जो तब फोन उठाता है जब कुछ गलत लगता है?

यदि आप रेकस या मैक्स लेजर का उपयोग कर रहे हैं, या यदि आप उन पर विचार कर रहे हैं, तो रेसोअर से बात करें। Raysoar तकनीक को समझता है, स्पेयर पार्ट्स उपलब्ध हैं, और वास्तविक सेवा प्रदान करता है। यही तरीका है आपकी बीम गुणवत्ता को उच्च स्तर पर बनाए रखने और अपने उत्पादन को सुचारू रूप से चलाने का।