2년, 26일, 6시간, 8분 - Togotech

"레이저마커"의 두 판 사이의 차이

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<li>Miyachi 미야치 ML-7110B YAG 806nm 적외선 레이저
 
<li>Miyachi 미야치 ML-7110B YAG 806nm 적외선 레이저
 
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<li>1호기
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<li>기술정보
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<li>YVO4 레이저 머신이라고 한다. 2017년 생산종료하고, 후속기종은 ML-7320DL이다.
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<li>정식 동작 명칭은 Diode-pumped Nd:YVO4 레이저이다.
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<li>LD 출력 파장은 806nm이고, 이를 Nd:YVO4가 받아서 1064nm 파장 레이저를 방출한다.
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<li>보통 YVO4 결정에 Nd(네오디뮴)을 0.5, 1.1, 2, 3% 정도 도핑한다.  이를 Nd:YVO4 결정이라고 한다.
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<li>Vanadate host crystal 속에 있는 Nd 이온의 에너지 레벨 차이에 의해 파장이 변경된다.
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<li>레이저 다이오드(LD)에서 나오는 806nm 파장을 YVO4(이트륨-바나듐산염) 결정이 받아서 여기 상태로 만들어 펌핑한다.
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<li>LD 레이저는 펄스지속시간이 약 100nsec로 길고, 피크 출력이 낮다. 이런 레이저를 받는 재료는 온도가 서서히 상승하여 액화 또는 증발상태가 오랫동안 지속된다. 그러므로 재료를 대량으로 깍아낼 수 있다.
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<li>반면에 YVO4 레이저는 4nsec 정도의 짧은 펄스지속시간을 갖고, 피크 출력은 파이버 레이저에 비해 20배 이상 높일 수 있다. 재료가 빠르게 가열되고 즉시 냉각된다. 가공영역 이외에 대한 열 영향을 적게 받는다.
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<li>YVO4 결정을 통과하면서 단일모드 레이저가 되어 고품질 레이저 성능을 갖는다. 가공 촛점 깊이가 더 깊다. 깊이에 따른 가공 촛점 영역이 작아 세밀하게 가공된다. 촛점 영역이 넓은 곳에 잡힌다. (작업 영역이 더 넓다.)
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</ol>
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<li>펌핑되는 레이저 파장에 대해서는 anti-reflection(AR) 코팅을 하고, 발생하는 1064nm 파장에 대해서는 a high-reflection (HR) 코팅을 한다.
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<li>즉, Nd:YVO4 결정면에서, LD 쪽은 HR 1064nm, HT(high-transmission) 806nm 코팅을 하고, 레이저가 나오는 반대면은 AR 1064nm 코팅을 한다.
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<li>Q-switch
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<li>acousto-optical modulator(AOM)로 레이저를 펌핑(가둔다.)한다.
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<li>1호기 - 분해하여 버림
 
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<li>2015/03/11 입고
 
<li>2015/03/11 입고
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image:ml7110b_002.jpg | 제어부
 
image:ml7110b_002.jpg | 제어부
 
image:ml7110b_003.jpg | 각종 파워부, Peltier 2개 제어부
 
image:ml7110b_003.jpg | 각종 파워부, Peltier 2개 제어부
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<li>Q 스위치 박스
 
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image:ml7110b_005.jpg | Q스위치 박스
 
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image:ml7110b_004.jpg | 박스속 CaO(Calcium Oxide) 건조제(10% 미만에서도 계속 흡수)
 
 
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<li>갈바노 거울 메커니즘
 
<li>갈바노 거울 메커니즘
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<li>2015/12/27 재청소, 케이블 교환 등 -> 마킹 안됨
 
<li>2015/12/27 재청소, 케이블 교환 등 -> 마킹 안됨
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<li>펠티어 소자 전원(콘트롤러 본체와 헤드 연결)용 [[다중핀 원형 금속커넥터]], MIL 규격품 MS 커넥터
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<li>2015/12/16 2호기에서 촬영
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image:ml7110b2_013.jpg
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image:ml7110b2_014.jpg
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<li>2022/05/30 헤드 버리면서, 헤드쪽 커넥터(JAE MS3102A16-10P) 분해
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image:ml7110b01_072_001.jpg
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image:ml7110b01_072_002.jpg | A16-10PC
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image:ml7110b01_072_004.jpg | 본체에 JAE MS3102A16-10P 라고 마킹되어 있음.
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<li>2022/05/30 헤드 분해
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<li>보드
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<li>2015/12/16 2호기 청소하면서
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image:ml7110b2_001.jpg
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<li>제어보드
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image:ml7110b01_073.jpg
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image:ml7110b01_073_001.jpg | Lattice iM4A5-64 [[CPLD]], BB DAC712U 16-bit [[DAC]]
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<li>갈바노 거울 제어보드, Chiba Precision Co., Type: SCD-W15-1121-BA ver 2
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<li>전체
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image:ml7110b01_074.jpg
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image:ml7110b01_074_002.jpg | 플라스틱 [[나사]], 왜 사용할까?
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<li> [[바이메탈 TCO 스위치]], Airpax 67L080 [[TO-220]]형 Bimetal Disc Thermostat
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image:ml7110b01_074_001.jpg | J222/K3148 MOSFET
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<li>갈바노 모터와 연결되는 커넥터
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image:ml7110b01_074_003.jpg
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<li> [[회전이동 다회전 가변R]]
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image:ml7110b01_074_004.jpg
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image:ml7110b01_074_005.jpg | 가변R 분해
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<li> [[래디얼퓨즈]]
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image:ml7110b01_074_006.jpg | 퓨즈 Royal FRPU 5A
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image:ml7110b01_074_007.jpg
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</ol>
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<li>분해를 위해 헤드 금속커버를 올리면 동작되는 [[푸시버튼]] 스위치, Cherry E79 10A
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image:ml7110b01_075.jpg
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image:ml7110b01_075_001.jpg
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<li> [[펠티어]] 냉각소자
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<li>2015/12/16 2호기 청소하면서
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image:ml7110b2_002.jpg
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<li>냉각팬
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image:ml7110b01_077.jpg | 작은 두 개가 펠티어 냉각용
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<li>펠티어 냉각소자
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image:ml7110b01_076.jpg
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image:ml7110b01_076_001.jpg | 그라파이트 열전달 시트
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image:ml7110b01_076_002.jpg | Thermo cooler, MYT-10F-S01, DC24V 6A, https://www.nipponblower.com/
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image:ml7110b01_076_003.jpg
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image:ml7110b01_076_004.jpg
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image:ml7110b01_076_005.jpg
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<li>Q-스위치가 들어있는 박스
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<li>외형
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image:ml7110b01q_001.jpg
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image:ml7110b01q_002.jpg | 레이저 출구
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image:ml7110b01q_003.jpg | 레이저 입구
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<li>셔터 및 셔터가 닫혔을 때 레이저를 확산 반사하여 제거하는 부품
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image:ml7110b01q_004.jpg
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image:ml7110b01q_005.jpg
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image:ml7110b01q_008.jpg
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image:ml7110b01q_009.jpg
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image:ml7110b01q_018.jpg
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<li>D-sub 커넥터 방진 방법. 셔터 동작 감지 센서 및 적색 레이저 다이오드 출력
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image:ml7110b01q_010.jpg
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<li>레이저 경로
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image:ml7110b01q_012.jpg | - 아직 조사하지 않음
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<li>내부
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image:ml7110b01q_011.jpg
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image:ml7110b01q_017.jpg
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<li>타켓 조준용, 적색 레이저 다이오드
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image:ml7110b01q_037_001.jpg
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image:ml7110b01q_037_002.jpg
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image:ml7110b01q_037_003.jpg
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image:ml7110b01q_037_004.jpg
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image:ml7110b01q_037_005.jpg
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<li>YVOx, 온도를 20도(?)+-0.1도씨로 유지하기 위해, 외부 큰 펠티어 소자가 붙는다.
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<ol>
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<li>이유
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<ol>
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<li>온도 변화로 결정 길이가 바뀌면 위상이 변해 출력강도가 변하기 때문이다.
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<li>LD 레이저가 이 결정의 매우 좁은 영역에 집속되므로 국부적으로 열렌즈 효과가 발생한다. 그러면 TEM00 모드 직경이 달라진다. 또한 다중 모드가 관찰된다.
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</ol>
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<li>사진
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image:ml7110b01q_019.jpg
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image:ml7110b01q_020.jpg
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image:ml7110b01q_021.jpg
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image:ml7110b01q_022.jpg
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image:ml7110b01q_023.jpg
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image:ml7110b01q_024.jpg
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</ol>
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<li>half mirror 3개
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image:ml7110b01q_025.jpg
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image:ml7110b01q_026.jpg
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image:ml7110b01q_026_001.jpg | 거울각도 조정용 3점 지지대
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image:ml7110b01q_026_002.jpg | 조정용 나사(억지 나사이므로, hook wrench로 돌려야 한다.)
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<li>전반사 거울
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image:ml7110b01q_027.jpg
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image:ml7110b01q_028.jpg
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image:ml7110b01q_028_001.jpg | 3점 지지대
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image:ml7110b01q_029.jpg
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<li>Q switch, 전압을 수kW 인가하면 1/4-lambda 위상 지연이 발생된다.
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<ol>
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<li>외형
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image:ml7110b01q_030.jpg | 레이저가 나오는 출구
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image:ml7110b01q_031.jpg | 레이저가 들어가는 입구
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<li>윗 덮개를 들어올리면
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image:ml7110b01q_032.jpg
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image:ml7110b01q_033.jpg
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</gallery>
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<li>단결정 부품 측면에 금색 전극이 발라져 있고, 와이어본딩으로 RF를 인가한다. 왼쪽 금색 전극은 신호선, 오른쪽 금색 전극은 접지.
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image:ml7110b01q_034.jpg
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</gallery>
 +
<li> [[Xtal 측정]]
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image:ml7110b01q_035.png | 약 24MHz에서 공진이 일어난다.
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image:ml7110b01q_036.png | 위상 0도는 임피던스 최저보다 주파수가 앞선다.
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<li>LC 매칭 조사
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image:ml7110b01q_038.jpg | 내부 결선
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image:ml7110b01q_039.jpg | 실측 1MHz에서 4.5pF, 860nH
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image:ml7110b01q_040.jpg | 50Ω 임피던스 측정
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image:ml7110b01q_041.png | 매칭전, 시뮬레이션 매칭후, 10pF, 250nH
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 +
<li>두 거울 사이에서
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image:ml7110b01q_042.jpg
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image:ml7110b01q_042_001.jpg | 추정 경로(추정이 매우 틀린 듯)
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image:ml7110b01q_043.jpg
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</ol>
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</ol>
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<li>갈바노 거울
 +
<ol>
 +
<li>2015/12/16 2호기 청소하면서
 +
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 +
image:ml7110b2_003.jpg
 +
image:ml7110b2_004.jpg
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image:ml7110b2_005.jpg
 +
image:ml7110b2_006.jpg
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</gallery>
 +
<li>1호기에서
 +
<ol>
 +
<li>외형
 +
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image:ml7110b01_078.jpg
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image:ml7110b01_078_001.jpg
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image:ml7110b01_078_002.jpg
 +
</gallery>
 +
<li>X,Y축으로 이동시킬 수 있는 레이저 반사 경로
 +
<gallery>
 +
image:ml7110b01_078_003.jpg
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image:ml7110b01_078_004.jpg
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</gallery>
 +
<li>기구분해
 +
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image:ml7110b01_078_005.jpg
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image:ml7110b01_078_006.jpg
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<li>엔코더 회로 분해
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image:ml7110b01_078_007.jpg
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image:ml7110b01_078_008.jpg
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<li>정전용량식(?) 아날로그 엔코더
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image:ml7110b01_078_010.jpg
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<li>
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<ol>
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</ol>
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</ol>
 +
</ol>
 +
<li>레이저 경로
 +
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<li>전체
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image:ml7110b01_079_001.jpg
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<li>LD 레이저 입력 부위와 펄스 변조 부위
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image:ml7110b01_079_002.jpg | LD 레이저 입력 부위
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image:ml7110b01_079_003.jpg | 펄스 변조 부위
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</ol>
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<li>2022/01/08 [[Miyachi ML-7110B 레이저마커 분해]]
 
<li>2022/01/08 [[Miyachi ML-7110B 레이저마커 분해]]
 
</ol>
 
</ol>
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<li>15/12/16 청소
 
<li>15/12/16 청소
 
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<li>15/12/16 가동됨
 
<li>15/12/16 가동됨
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<ol>image:ml7110b2_015.jpg | 64,772시간
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image:ml7110b2_016.jpg | 검은색 발포플라스틱
 
image:ml7110b2_016.jpg | 검은색 발포플라스틱
 
image:ml7110b2_017.jpg | 15/12/27 스테인레스에 마킹
 
image:ml7110b2_017.jpg | 15/12/27 스테인레스에 마킹
 
  동영상
 
  동영상
 
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<li>Q 스위치 박스
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<ol>image:ml7110b_005.jpg | Q스위치 박스
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image:ml7110b_004.jpg | 박스속 CaO(Calcium Oxide) 건조제(10% 미만에서도 계속 흡수)
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<li>15/12/31 초점거리 100mm를 쉽게 맞추기 위해 support jack 설치, 이동받침대 설치
 
<li>15/12/31 초점거리 100mm를 쉽게 맞추기 위해 support jack 설치, 이동받침대 설치
 
<ol>
 
<ol>
 
<li>스테인리스 support jack, KA 11-94, 2015/12/27 @75,600원에 옥션에서 구입
 
<li>스테인리스 support jack, KA 11-94, 2015/12/27 @75,600원에 옥션에서 구입
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<ol>image:ml7110b2_019.jpg | 레이저 헤드를 올려 놓음
+
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image:ml7110b2_019.jpg | 레이저 헤드를 올려 놓음
 
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<li> [[운반 도구]]인 이동받침대 03타입,고급형 2015/12/27 @7,000원 x 4개를 옥션에서 구입
 
<li> [[운반 도구]]인 이동받침대 03타입,고급형 2015/12/27 @7,000원 x 4개를 옥션에서 구입
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<li>초점거리 100mm에서 100um 간격이면 각도는, 엑셀 수식 DEGREES(ATAN2(100,0.1)) = 0.057도이다.
 
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2022년 7월 4일 (월) 14:58 판

레이저 마커

  1. 전자부품
    1. 광 관련
      1. 레이저마커 - 이 페이지
        1. Miyachi ML-7110B 레이저마커 분해
      2. 참조
        1. LD 레이저 다이오드
        2. 레이저 마킹
        3. 저항기 레이저 트리밍
  2. Miyachi 미야치 ML-7110B YAG 806nm 적외선 레이저
    1. 기술정보
      1. YVO4 레이저 머신이라고 한다. 2017년 생산종료하고, 후속기종은 ML-7320DL이다.
      2. 정식 동작 명칭은 Diode-pumped Nd:YVO4 레이저이다.
        1. LD 출력 파장은 806nm이고, 이를 Nd:YVO4가 받아서 1064nm 파장 레이저를 방출한다.
        2. 보통 YVO4 결정에 Nd(네오디뮴)을 0.5, 1.1, 2, 3% 정도 도핑한다. 이를 Nd:YVO4 결정이라고 한다.
        3. Vanadate host crystal 속에 있는 Nd 이온의 에너지 레벨 차이에 의해 파장이 변경된다.
      3. 레이저 다이오드(LD)에서 나오는 806nm 파장을 YVO4(이트륨-바나듐산염) 결정이 받아서 여기 상태로 만들어 펌핑한다.
        1. LD 레이저는 펄스지속시간이 약 100nsec로 길고, 피크 출력이 낮다. 이런 레이저를 받는 재료는 온도가 서서히 상승하여 액화 또는 증발상태가 오랫동안 지속된다. 그러므로 재료를 대량으로 깍아낼 수 있다.
        2. 반면에 YVO4 레이저는 4nsec 정도의 짧은 펄스지속시간을 갖고, 피크 출력은 파이버 레이저에 비해 20배 이상 높일 수 있다. 재료가 빠르게 가열되고 즉시 냉각된다. 가공영역 이외에 대한 열 영향을 적게 받는다.
        3. YVO4 결정을 통과하면서 단일모드 레이저가 되어 고품질 레이저 성능을 갖는다. 가공 촛점 깊이가 더 깊다. 깊이에 따른 가공 촛점 영역이 작아 세밀하게 가공된다. 촛점 영역이 넓은 곳에 잡힌다. (작업 영역이 더 넓다.)
      4. 펌핑되는 레이저 파장에 대해서는 anti-reflection(AR) 코팅을 하고, 발생하는 1064nm 파장에 대해서는 a high-reflection (HR) 코팅을 한다.
        1. 즉, Nd:YVO4 결정면에서, LD 쪽은 HR 1064nm, HT(high-transmission) 806nm 코팅을 하고, 레이저가 나오는 반대면은 AR 1064nm 코팅을 한다.
      5. Q-switch
        1. acousto-optical modulator(AOM)로 레이저를 펌핑(가둔다.)한다.
    2. 1호기 - 분해하여 버림
      1. 2015/03/11 입고
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      2. 2015/04/01 분해
        1. 레이저 소스

          • Jenoptik JOLD-30-CPXF-1L 35A 806.5nm

          • LD 54,000시간

        2. 제어부

          • 제어부

          • 각종 파워부, Peltier 2개 제어부

        3. 갈바노 거울 메커니즘

          • 모터 2개

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          • 갈바노 Chiba Precision, SCM2242-2400

          • 갈바노 거울

        4. 사용 렌즈

          • 촛점렌즈 FT-100, 1064nm

      3. 2015/12/27 재청소, 케이블 교환 등 -> 마킹 안됨
      4. 펠티어 소자 전원(콘트롤러 본체와 헤드 연결)용 다중핀 원형 금속커넥터, MIL 규격품 MS 커넥터
        1. 2015/12/16 2호기에서 촬영
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        2. 2022/05/30 헤드 버리면서, 헤드쪽 커넥터(JAE MS3102A16-10P) 분해
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          • A16-10PC

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          • 본체에 JAE MS3102A16-10P 라고 마킹되어 있음.

      5. 2022/05/30 헤드 분해
        1. 보드
          1. 2015/12/16 2호기 청소하면서
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          2. 제어보드
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            • Lattice iM4A5-64 CPLD, BB DAC712U 16-bit DAC

          3. 갈바노 거울 제어보드, Chiba Precision Co., Type: SCD-W15-1121-BA ver 2
            1. 전체
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              • 플라스틱 나사, 왜 사용할까?

            2. 바이메탈 TCO 스위치, Airpax 67L080 TO-220형 Bimetal Disc Thermostat

              • J222/K3148 MOSFET

            3. 갈바노 모터와 연결되는 커넥터
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            4. 회전이동 다회전 가변R
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              • 가변R 분해

            5. 래디얼퓨즈

              • 퓨즈 Royal FRPU 5A

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        2. 분해를 위해 헤드 금속커버를 올리면 동작되는 푸시버튼 스위치, Cherry E79 10A
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        3. 펠티어 냉각소자
          1. 2015/12/16 2호기 청소하면서
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          2. 냉각팬

            • 작은 두 개가 펠티어 냉각용

          3. 펠티어 냉각소자
        4. Q-스위치가 들어있는 박스
          1. 외형
            • ml7110b01q 001.jpg

            • 레이저 출구

            • 레이저 입구

          2. 셔터 및 셔터가 닫혔을 때 레이저를 확산 반사하여 제거하는 부품
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            • ml7110b01q 018.jpg
          3. D-sub 커넥터 방진 방법. 셔터 동작 감지 센서 및 적색 레이저 다이오드 출력
            • ml7110b01q 010.jpg
          4. 레이저 경로

            • - 아직 조사하지 않음

          5. 내부
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          6. 타켓 조준용, 적색 레이저 다이오드
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          7. YVOx, 온도를 20도(?)+-0.1도씨로 유지하기 위해, 외부 큰 펠티어 소자가 붙는다.
            1. 이유
              1. 온도 변화로 결정 길이가 바뀌면 위상이 변해 출력강도가 변하기 때문이다.
              2. LD 레이저가 이 결정의 매우 좁은 영역에 집속되므로 국부적으로 열렌즈 효과가 발생한다. 그러면 TEM00 모드 직경이 달라진다. 또한 다중 모드가 관찰된다.
            2. 사진
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          8. half mirror 3개
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            • ml7110b01q 026.jpg

            • 거울각도 조정용 3점 지지대

            • 조정용 나사(억지 나사이므로, hook wrench로 돌려야 한다.)

          9. 전반사 거울
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            • 3점 지지대

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          10. Q switch, 전압을 수kW 인가하면 1/4-lambda 위상 지연이 발생된다.
            1. 외형

              • 레이저가 나오는 출구

              • 레이저가 들어가는 입구

            2. 윗 덮개를 들어올리면
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            3. 단결정 부품 측면에 금색 전극이 발라져 있고, 와이어본딩으로 RF를 인가한다. 왼쪽 금색 전극은 신호선, 오른쪽 금색 전극은 접지.
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            4. Xtal 측정

              • 약 24MHz에서 공진이 일어난다.

              • 위상 0도는 임피던스 최저보다 주파수가 앞선다.

            5. LC 매칭 조사

              • 내부 결선

              • 실측 1MHz에서 4.5pF, 860nH

              • 50Ω 임피던스 측정

              • 매칭전, 시뮬레이션 매칭후, 10pF, 250nH

            6. 두 거울 사이에서
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              • 추정 경로(추정이 매우 틀린 듯)

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        5. 갈바노 거울
          1. 2015/12/16 2호기 청소하면서
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          2. 1호기에서
            1. 외형
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            2. X,Y축으로 이동시킬 수 있는 레이저 반사 경로
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            3. 기구분해
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            4. 엔코더 회로 분해
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            5. 정전용량식(?) 아날로그 엔코더
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        6. 레이저 경로
          1. 전체
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          2. LD 레이저 입력 부위와 펄스 변조 부위

            • LD 레이저 입력 부위

            • 펄스 변조 부위

      6. 2022/01/08 Miyachi ML-7110B 레이저마커 분해
    3. 2호기
      1. 15/09/15 구입처 창고에서
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      2. 15/12/15 매입품이 항공화물로 도착
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      3. 15/12/16 청소
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        • 1호기 본체+2호기 헤드 동영상

        • 검은색 발포플라스틱

        • 15/12/27 스테인레스에 마킹

        • 동영상

        • 박스속 CaO(Calcium Oxide) 건조제(10% 미만에서도 계속 흡수)

      4. 15/12/31 초점거리 100mm를 쉽게 맞추기 위해 support jack 설치, 이동받침대 설치
        1. 스테인리스 support jack, KA 11-94, 2015/12/27 @75,600원에 옥션에서 구입

          • 레이저 헤드를 올려 놓음

        2. 운반 도구인 이동받침대 03타입,고급형 2015/12/27 @7,000원 x 4개를 옥션에서 구입

          • 본체를 이동 대차에 올려 놓음

      5. 16/10/06 포토마스크(크롬 0.09um + 산화크롬 0.01um)에 레이저 마킹
        1. 사진1
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        2. 사진2
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          • lasermarking01 004.jpg

          • 조건 4가지

        3. 사진3
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          • lasermarking01 008.jpg

          • 15A 100mm/s 2kHz

        4. 사진4
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          • lasermarking01 010.jpg

          • 35A 100mm/s 1kHz

          • 간격 100m/sec 1kHz일 때 100um

    4. 초점거리 100mm에서 100um 간격이면 각도는, 엑셀 수식 DEGREES(ATAN2(100,0.1)) = 0.057도이다.
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