ML-7110B, DPSS 레이저 모듈

ML-7110B, DPSS 레이저 모듈

1. 전자부품
   1. 광 관련
      1. 레이저마커
         1. Miyachi ML-7110B 레이저마커 분해
            1. ML-7110B, DPSS 레이저 모듈 - 이 페이지
               1. ML-7110B, Q-스위치
2. 기술정보
   1. DPSS; Diode Pump Solid State
      1. 위키페디아 DPSSL https://en.wikipedia.org/wiki/Diode-pumped_solid-state_laser
   2. Nd:YVO4 = Neodymium-Doped Yttrium (Ortho)Vanadate
      1. 레이저 결정의 하나. 807nm 중심 파장에서 넓은 흡수 대역을 가지고 있다.
      2. 결정체에 808nm 및 1064nm에서 출력을 극대화할 수 있는 AR 코팅을 되어 있다.
      3. 냉각시켜야 하는 이유
         1. 808nm 빛을 받아 1064nm 빛을 방출할 때 출력 효율이 35%~60% 가량 나온다. 그러므로 결정에서 많은 열이 방출된다.
         2. Nd:YAG 결정에 비해 낮은 열전도도 등을 가지고 있어, 쉽게 뜨거워져 결정에 손상이 가기 쉽다. 열렌즈 효과가 크므로 온도 조절이 매우 중요하다.
3. Nd:YVO4 결정 온도를 일정하게 하기 위한, 펠티어 냉각소자
   1. 2015/12/16 2호기 청소하면서
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   2. axial flow팬
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        작은 두 개가 펠티어 냉각용

   3. 펠티어 냉각소자
      1. 외형
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           그라파이트 열전달 시트

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           Thermo cooler, MYT-10F-S01, DC24V 6A, https://www.nipponblower.com/

      2. 온도차이 때문에, 차가운 금속표면에 물방울이 맺히므로 단열을 한다.
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           볼트 구멍을 실리콘 수지로 막음

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           공기가 통하지 않도록 하고, 온도차이가 큰 부분은 단열함.

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   4. 24V SMPS가 있고
   5. 펠티어 제어보드
      1. 펠티어 제어용 보드 - 2개가 있는데 하나는 레이저 다이오드 냉각용, 또 하나는 Nd:YVO4 결정 냉각용
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           스위칭 레귤레이터 COSEL ZTW3 2415, 3W, in 18~36V, out +-15V

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           FS70SMJ-2 Nch MOSFET 100V 70A 17mohm, TOKIN 5R75B 자기 TCO스위치, Shindengen F30SC3L 30V 30A 쇼트키 정류다이오드

   6. 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.

4. 펌프 박스
   1. 외형
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        1064nm 레이저 출구

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        806nm 레이저 입구

   2. 셔터 및 셔터가 닫혔을 때 레이저를 확산 반사하여 제거하는 부품
      1. 두 회전축을 연결하는 커플링
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      2. 솔레노이드로 동작되는 (황동) 셔터. 오동작에 대비하여 별도의 제어기를 통해서 레이저 출구를 열고, 막는다.
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      3. 셔터에 반사되는 레이저 에너지를 확산시켜 넓은 면적으로 흡수하는, 흑화처리된 금속 방열판
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      4. 직선운동은 회전운동으로 변경시켜주는, 회전 솔레노이드
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           태엽은 회전운동을 원래상태로 되돌린다.

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           베어링 구슬 3개가 약간 경사진 홈을 따라 움직이면서 직선운동을 회전운동으로 변환시킨다.

   3. D-sub 커넥터 방진 방법. 셔터 동작 감지 센서 및 적색 레이저 다이오드 전원 인가용
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   4. 레이저 경로
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        - 아직 조사하지 않음

   5. 내부
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   6. 타켓 조준용, 적색 LD 레이저 다이오드
      1. 1064nm 적외선은 눈에 보이지 않고, 고출력 마킹 레이저가 나오기 전에 마킹 작업 위치를 (카메라에서 인식되도록) 가시광선으로 표시해야 한다.
         1. 마킹용 1064nm 레이저 광선의 축과 완전히 일치시키는 별도의 조준용 레이저가 필요하다.
      2. 광축 조정 및 고정 방법
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           2차원에서 두 레이저 광축과 평행도를 맞추려면 4개 지점을 변경해야 한다.

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           X축에 2개 나사, Y축에 2개 나사

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      3. LD 레이저 다이오드
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           레이저 포인터용 LD와 같은 형태이다.

   7. Nd: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. 매우 일정한 온도를 유지하고, 빠른 열전달을 위해 구리로 방열하고 있다.
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           빠른 방열이 아니라, 일정한 온도 유지를 위해 단열 와셔를 사용하고 있다.

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           806nm 입구

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           806nm 입구 반대편. 단결정 방열을 위해 인듐으로 4면을 완전히 밀착시켰다.

      3. 인듐 금속을 눌러 레이저 결정이 구리와 기포없이 완전히 밀착되도록 한다.
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   8. 거울 3개, HR@1064nm=99%, HT@808nm로 R=1.5% 이하를 유지한다. 즉, 1064nm는 전반사시키고, 808nm는 거의 통과시킨다.
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        거울각도 조정용 3점 지지대(three-leg stand) 스크류

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        조정용 스크류 (억지 나사이므로, hook wrench로 돌려야 한다.)

   9. 전반사 거울, HR@1064nm = 99% 정도이고, HT@808nm는 반사율이 1.5% 이하이다.
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        거울 각도 조정용 3점 지지대(three-leg stand) 스크류

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   10. 약간 경사지게 설치한, 반투명 거울, PR@1064nm R=80~90%
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         경사지게 설치한 half mirror

5. 레이저 경로
   1. 전체
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   2. LD 레이저 입력 부위와 펄스 변조 부위
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        LD 레이저 입력 부위

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        펄스 변조 부위