Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Betrieb, Bau und Modifikation von Festkörper- und Diodenlasern (keine Pointer)
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reps
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Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von reps » Di 27 Aug, 2019 2:30 pm

Hi, Freaks!
Mir ist ein gepulster Faserlaser von SPI in die Hände gefallen, bei dem leider die Faser abgekniffen wurde.
SP-20P-0801-003, 20W 500 kHz ~ klingt ganz brauchbar, den würde ich gerne reparieren.
Wenn da Interesse besteht, würde ich hier nach und nach ein paar Fotos posten und Erfolge (und hoffentlich keine Miserfolge) dokumentieren.

Wenn jemand mehr zu dem Gerät und seinen Komponenten weiß, oder vielleicht sogar Zugang zu den Dokumenten des Herstellers https://www.spilasers.com/customer-distributor-area/ hat, hätte ich großes Interesse!!

Schritt 1: Bestandsaufnahme
https://imgur.com/a/G5l5SpT
Der Laser ist in 3 ausklappbaren Etagen aufgebaut, jeweils mit reichlich reserve Faser. Ich werde versuchen, in die untere Etage vorzudringen und erwarte dort etwas Faser abwickeln zu können um sie dann ein stück vorn aus dem Output herausschieben zu können. Um die obere Etage ausklappen zu können müsste ich etwas Faser von dieser schrägen, fein säuberlich gewickelten Spule abwickeln. Da ist die Faser zwar nur mit doppelseitigem Klebeband befestigt, aber ich verstehe das Teil noch nicht gut genug, um da sorglos drauf los zu wickeln. Warum haben die sich damit so viel Mühe gegeben im Vergleich zu der losen Wicklung direkt daneben?

Schritt 2: Fusion Splicer
https://imgur.com/a/AFUgQZB
Ich habe bei eBay einen defekten Sumitomo TYPE-36 gekauft, ein paar Kondensatoren erneuert und ihn so wiederbelebt.
Dann habe ich bei Thorlabs ein paar meter FT200EMT zum üben gekauft. Entweder waren meine cleaves (mit billigem Chinesischen Cleaver) nicht sauber genug oder der 200µm core diameter ist zu dick um von dem Automatikmodus erkannt zu werden. Ich habe jetzt noch einen Rubin Ritzstift und dünnere Faser gekauft, um zu sehen woran es liegt, dass der Splicer nicht automatisch arbeitet. Im manuellen Modus ist es mir aber schon gelungen, irgendwas irgendwie zusammen zu schmelzen - aber wer weiß, wie gut da die Parameter sind und ob so ein Ghetto-Splice 20W Durchschnittsleistung standhält.

Schritt 3: Die eigentliche Reparatur
kommt bald

Schritt 4: Versorgung, Kommuniation, Sicherheitskreise usw.
kommt hoffentlich bald

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vakuum
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von vakuum » Di 27 Aug, 2019 4:39 pm

Hallo

Da hast Du Dir aber was vorgenommen.

An der Aktiven Faser (dem Resonator) der Aufgewickelt ist würde ich nichts verändern, das kriegst Du sonst nicht mehr hin.
Also zwischen HR und OC Spiegel/Optik nichts verändern bzw. anfassen.
Wenn, dann erst die Faser nach dem OC bearbeiten und dort versuchen anzuschliessen.

Das zweite Problem wird sein, dass der Laser hinüber ist, sonst schneidet ja niemand die Faser ab. Also auch wenn das gelungen ist werden die Pump-Dioden oder die Elektronik wohl hinüber sein?!

Hier im Forum wird kaum wer sein der sich genügend gut mit Faserlasern auskennt sodass er konkret helfen kann..... Wenn Dus hinkriegst freuen wir uns natürlich über Bilder und Infos.
Viel Erfolg!

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VDX
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von VDX » Di 27 Aug, 2019 8:17 pm

... bei den gepulsten Faserlasern brauchts unbedingt den Faraday-Isolator, der vorne am Kopf in dem "Würfel" drinsitzt -- ohne hauts dir beim ersten Schuß auf was reflektierensdes im Resonator alle Einkoppel-Stellen kaputt (solltest du den zum Laufen bekommen).

Bei einem 130Watt-CW-Faserlaser mit defekter Elektronik habe ich die gesamte Elektronik ausgebaut und die Dioden-Anschlüsse direkt herausgeführt -- wenn ich da Strom durchschicke (jeweils max. 9A mit passender Mindestspannung für die beiden unterschiedlich bestückten Dioden-Bänke), kommt vorne auch die zum Strom passende Leistung heraus und läßt sich auch perfekt auf etwa 20µm fokussieren :freak:

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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von hikke » Di 10 Sep, 2019 7:07 pm

VDX hat geschrieben:
Di 27 Aug, 2019 8:17 pm
... bei den gepulsten Faserlasern brauchts unbedingt den Faraday-Isolator, der vorne am Kopf in dem "Würfel" drinsitzt -- ohne hauts dir beim ersten Schuß auf was reflektierensdes im Resonator alle Einkoppel-Stellen kaputt (solltest du den zum Laufen bekommen).
Ich glaube auf dem zweitem Bild ist eine Isolator-Ausgangsoptik zu sehen.

Death
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von Death » Mi 11 Sep, 2019 6:52 am

Ich kann mir vorstellen, das die Durchkneiferei stattgefunden hat, damit kein "Normalo" mit dem Teil Mist bauen kann.

Auch beim Verkauf/Verschenken eines gebrauchsfähigen LK4 Lasers kann ja der Verkäufer in die Haftung genommen werden im Schadensfall. Deswegen die bewusste Sabotage.

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jojo
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von jojo » Mi 11 Sep, 2019 11:38 am

Ohne nun diesen speziellen Laser zu kennen, sieht für mich der Aufbau auf den ersten Blick so aus (ohne Anspruch auf Richtigkeit):

Die sauber aufgewickelte Faser ist die aktive Faser. Deshalb so sauber nebeneinander, weil sie auf dem Zyklinder gut gekühlt werden muss. Denn wie bei jedem aktiven Lasermedium entsteht hier Verlustwärme, also die Differenz der Pumpleistung zur Ausgangsleistung.
Die unsauber aufgewickelte Faser ist eine passive singlemode Faser, welche augenscheinlich mit der aktiven Faser einen Resonatorring bildet. In dem Ring befinden sich die Einkoppelstelle der Pumpdiode (coupler bzw. WDM), ein Isolator, evtl. ein sättigbarer Absorber (Qswitch) und die Auskoppelstelle für den Nutzstrahl.
Durch das Wickeln und Biegen der passiven Faser in bestimmte Richtungen wird die Polarisationseigenschaft eingestellt. Auch können durch bestimmte Biegungen der Faser unerwünschte Moden ausgekoppelt werden.
Die passive Faser verlängert außerdem den Resonator. Während die teuere aktive Faser meistens nur 1 oder 2 Meter lang ist, kann die passive Faser relativ lang sein.
Die beiden langen eckigen weissen Stäbe stellen die Verbindung zwischen der aktiven und der passiven Faser dar. Ob hier auch Ein- bzw. Ausgekoppelt wird, kann ich auf den Bildern nicht erkennen. Wenn es WDMs oder sonstige Koppler sind, müssten da noch eine dritte Faser (eventuell nach unten im Gehäuse) weggehen, wo die Pumpwellenlänge herkommt. Kann ich auf dem Bild nicht richtig erkennen.

Prinzipiell sollte es aber möglich sein, an einer Koppelstelle eine neue Arbeitsfaser anzuschließen.
Ich erkenne intern einige Faseranschlussstecker(?). Irgendwo da sollte die abgeschnittene Faser angeschlossen sein. Mit viel Glück ist diese intern mit einem normalen Stecker angeschlossen.
Dann könnte man diese einfach abstecken und am Austritt den Laser prüfen.
Die abgeschnittene Faser hat keine "Laserfunktion". Der Laser sollte also auch ohne diese arbeiten.
Wenn das kaputte Endstück schräg wegen evtl. Rückreflexion angeschliffen und poliert wird, sollte sich hier die Laserleistung gefahrlos messen lassen, wenn der Rest des Lasers funktionieren sollte.

Das würde ich probieren, bevor ich versuche, da mit viel Aufwand eine neue Arbeitsfaser dranzutüddeln.

Wäre jedenfalls interessant, mehr über den genauen Aufbau zu erfahren. :-)

Gruß

Joachim
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von reps » So 22 Sep, 2019 7:28 pm

Hi Freaks!
Sorry, zu viel Stress in den letzten Wochen und keine echten Fortschritte.
Aber vielen Dank für die Kommentare! Die waren sehr hilfreich!!

Ich habe das Teil jetzt erst mal vorsichtig aufgeklappt.
Dazu musste ich nicht wie vorher angenommen, die aktive Faser abwickeln, sondern einfach die Aluminiumzylinder abschrauben und mit 3D-gedruckten Teilen und Tape provisorisch in Position halten.

Ich habe weitere Fotos von den Details gemacht: https://imgur.com/a/td4QXEw
Und ein XXL Foto zusammengebastelt auf dem der gesamte Verlauf der Faser von der ersten Diode bis zum Ausgang erkennbar ist. Das ist etwas zu groß für imgur, ich weiß auch nicht ob ich das hier im Forum an den Post anhängen kann:
https://www.easyzoom.com/imageaccess/e3 ... ce785d2395

Ich würde das Teil weiterhin gerne komplett verstehen, also wenn ihr noch weitere Infos habt - immer her damit :D
Sind die langen, weißen Teile auf den Wärmeleitpads Bragg Gratings?
Kann es sein, dass in den unteren (blauen) Etagen mit 6+1 Laser Dioden ein fiber laser amplifier aufgebaut wurde, der die Pulse aus den oberen Etagen verstärkt?

Death
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von Death » Mo 23 Sep, 2019 6:55 am

Also ich würde jetzt ein bissle Geld in die Hand nehmen und mir eine Fa. in der Nähe suchen, die Glasfaseranschlüsse machen.

Luft für die reine Leitfaser scheint ja da zu sein. Sofort nach dem gekürzten Schlauch mit Kopf ab auf ein Teleskop und dann auf die Spiegelschwenker.

Vorher natürlich testen, ob der überhaupt noch funktioniert, aber nur mit Kopf drann.

Der ganze Spiralschlauch würde zwar massiv kürzer werden, aber damit müsste man leben.

Die alte Faser vorsichtig aus dem Kopf entfernen und danach alles so gut wie möglich reinigen beim Laserkopf und vorbereiten.

Dann alles schnappen und zu dieser Fa. fahren und die Faser schleifen lassen und einkleben.

Ein reiner Faseranschluß kostet nur ein paar Euro. Wenn man den Jungs ein bisschen Geld bietet, sind die 10mal genauer.


Probieren würde ich das :D

Wenn man nach der Schleifaktion dann allerdings feststellt, der ganze Laser ist platt, dann isses das halt gewesen. Risiko für vieleicht 100 oder 200 Euro für einen Funktionstest.

Wenn der noch läuft, hast du einen schicken Laser, zwar nen Kopf kürzer, aber so ist es halt, dann die optiken und Galvokopf mit Elektronik organisieren und fertig ist der Beschrifter.
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von reps » Mi 20 Nov, 2019 10:31 am

Hi Freaks!
Vielen Dank nochmal für eure Hilfe!
Die Reparatur war erfolgreich, hier ist eine kurze Dokumentation dazu: [youtube]https://www.youtube.com/watch?v=0PxIeHAbqA4[/youtube]

Death
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von Death » Mi 20 Nov, 2019 2:53 pm

Coool 8)

Glückwunsch :D

ulihuber
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Re: Reparaturversuch: 20W gepulster Faserlaser

Beitrag von ulihuber » Do 21 Nov, 2019 10:01 am

Tolle Sache, Gratulation.
Jetzt ist es letztlich so, dass die Reparatur ja im Wesentlichen im Spleissen der Faser bestanden hat. Und da stellt sich die Frage, wie, wo und wie teuer man das einkaufen kann. So einen Spleisser wir im Video mag sich ja bestimmt keiner kaufen :shock:

Gruß
Uli

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