MRC Compact Benutzerhandbuch
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Inhaltszusammenfassung für MRC Compact
- Seite 1 Laserstrahl-Stabilisierung “Compact” Benutzerhandbuch Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 1 von 36...
- Seite 2 6.5. Schalter für Bandbreitenbegrenzung....................23 7. Option: Sample&Hold Zusatzschaltung („ADDA“)..............23 7.1. Technische Eigenschaften......................24 7.2. Betriebsarten..........................24 7.3. Konfiguration und Inbetriebnahme....................25 7.4. Funktionsweise und Verhalten.....................26 8. Option: Serielle Schnittstelle (USB, RS-232 oder Ethernet)............29 Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 2 von 36...
- Seite 3 13.1. Keine Anzeige – alles dunkel.....................35 13.2. Kein Detektorsignal........................35 13.3. Laserstrahl ist nicht korrekt positioniert..................35 13.4. Die Kippspiegel sind akustisch deutlich wahrzunehmen............36 13.5. Laserposition ist nicht stabil.......................36 14. Sicherheit..........................36 15. Kontakt...........................36 Änderungen vorbehalten Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 3 von 36...
- Seite 4 Sie hierzu die Spezifikation in Abschnitt 3 und die Bilder in Abschnitt 4. Abbildung 2, 3 und 4 (von links nach rechts): Kippspiegel mit Piezostellelement (Version P4S30), Detektor mit Positions- und Intensitäts-Display (horizontaler Aufbau), Detektor (vertikaler Aufbau) Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 4 von 36...
- Seite 5 45 mm bei PKS, 39,5 mm bei PSH, 40 mm bei P4S30 (Für andere Höhen können wir Adapter anbieten.) Spiegeldurchmesser 1" (Standard), 1,5", 2" und andere Spiegeldurchmesser möglich Spiegeldicke 1/4" oder 1/8" (empfohlen) Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 5 von 36...
- Seite 6 Die Positionssignale des Detektors können an den Positionsausgängen auf der Oberseite des Controllers ausgelesen werden. Positionsausgänge x, y Beschreibung 4 Ausgänge: Strahlposition (Stufe 1) und (Stufe 2) Signal Analog, - 5 V … + 5 V Anschlüsse LEMO 00 Serie Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 6 von 36...
- Seite 7 Dabei ist x das in Volt gemessene bzw. in µm berechnete x-Positionssignal. Für y kann genauso gerechnet werden. D ist der Gauss‘sche Strahldurchmesser (1/e ) und I das gemessene Intensitätssignal. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 7 von 36...
- Seite 8 Allerdings gibt es keine freie Apertur, so dass kein Detektor hinter dem Halter platziert werden kann. Abbildung 9: P4S30 mit 1'' Spiegel an Abbildung 10: P4S30 mit 4'' Spiegeladapter einstellbarem Halter an steifem Halter Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 8 von 36...
- Seite 9 Maximale Verkippung 2 mrad (± 1 mrad) mechanisch, 4 mrad optisch Manuelle Grobeinstellung ± 5° Piezo-Elemente 2 integrierte Piezo-Elemente Resonanzfrequenz ~ 840 Hz (gemessen mit 1'' Spiegel, Spiegeldicke: 1/8'') Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 9 von 36...
- Seite 10 Werten liegen. 4.2. Detektoren 4.2.1. Standard 4-Quadranten-Detektor Abbildung 14 zeigt die Vorderseite mit der Detektionsfläche der Standard 4-Quadranten-Diode. Abbildung 15 zeigt die Rückseite mit den LED-Anzeigen und den Anschlüssen. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 10 von 36...
- Seite 11 Die Funktion der Intensitäts-Anzeige ist unverändert. D.h. sie kann die Auswahl der Filter weiterhin unterstützen. Das in Abschnitt 5.5 beschriebene Potentiometer entfällt dagegen. Vorteile: Dynamikbereich / Intensitätsbereich: 3 Dekaden • weniger Rauschen im Vergleich zu Standard 4-QDs • Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 11 von 36...
- Seite 12 Als Alternative zur standardmäßigen 4-Quadranten-Diode bieten wir auch eine PSD (position sensitive device) mit den folgenden Eigenschaften an: Spezifikation PSD für VIS Wellenlängenbereich 320 - 1.100 nm Aktive Fläche 9 x 9 mm Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 12 von 36...
- Seite 13 Bedingungen, so dass wir die erforderlichen Maßnahmen mit Ihnen klären können. Einige Maßnahmen (Material- und Kabelwahl, Abdichtungen) dienen eher dazu, Ausgasungen zu verhindern und hängen vom Druck ab. Andere Maßnahmen sind wichtig, um die Komponenten selbst zu schützen. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 13 von 36...
- Seite 14 4) Stromversorgung einschalten (Schalter auf linker Gehäuseseite): Daraufhin leuchten an der Regelbox die vier grünen Range-LEDs. 5) Aussteuerung der Intensität auf den Detektoren (über Potentiometer und ggf. Austausch der optischen Filter): Im optimalen Fall leuchten 9 LEDs. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 14 von 36...
- Seite 15 Directions-Schalter können die einzelnen Regelstufen in x- und y-Richtung kodiert werden. Diese sind entsprechend mit Det1 und Det2 verbunden. Eine weitere Beschreibung erfolgt in Abschnitt 5.6. Die Bandbreitenbegrenzung wird in Abschnitt 6.5 beschrieben. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 15 von 36...
- Seite 16 Abbildung 22 zeigt eine Variante von 21, bei der beide Detektoren gemeinsam hinter dem selben • Spiegel platziert sind. Um sowohl die Strahlposition als auch die Strahlrichtung am selben Punkt zu detektieren, wird vor Detektor 2 eine Linse aufgestellt. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 16 von 36...
- Seite 17 Komponenten von Vorteil sein. Der Detektor muss dabei position und den Winkel zu erfassen. Eine Linse vor in die Brennebene der Linse gestellt werden. Detektor 2 wird zur Winkeldiskriminierung eingesetzt. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 17 von 36...
- Seite 18 Verkippung an den y-Eingang der Controller-Elektronik angeschlossen werden. Bei der 2-Achsen-Regelung können Sie entweder die erste oder die zweite Regelstufe • verwenden, um die Regelung zu betreiben. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 18 von 36...
- Seite 19 Zwischen höchster und niedrigster Verstärkung liegen 64 Tasterschritte. Dies entspricht einer Empfindlichkeitsänderung um den Faktor 20. Findet sich keine passende Einstellung, müssen die optischen Filter vor den Sensoren angepasst werden. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 19 von 36...
- Seite 20 Sie den Laserstrahl manuell mit den Kippspiegeln so auf die Detektoren, dass an allen vier Range-Anzeigen die grünen Range-LEDs leuchten. Die Kippspiegel arbeiten nun im linearen Regelbereich. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 20 von 36...
- Seite 21 Anmerkung: Die Schnittstelle muss zum Setzen des P-Faktors mit einer niederohmigen Spannungsquelle (<= 1 kOhm) betrieben werden. Beim Auslesen des gesetzten Wertes darf dagegen das Signal nur hochohmig (>= 1 MOhm) abgeschlossen werden. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 21 von 36...
- Seite 22 Intensität auf den Detektor trifft. Dadurch wird gewährleistet, dass die Regelung erst startet, wenn ein zuverlässiges Regelsignal vorliegt und die Kippspiegel die Nullposition erreicht haben. Die Active-LED leuchtet erst nach dieser Verzögerung. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 22 von 36...
- Seite 23 Beim Einschalten des Lasers nach einer Zeit ohne Laserstrahl wird dies bei Wiederaufnahme des Regelbetriebs zu einem unerwünschten Ausschlag in der Strahlposition führen. Mit der im folgenden beschriebenen Erweiterung für die Strahlstabilisierung Compact lassen sich die Stellungen der Kippspiegelsysteme über eine beliebige Zeitdauer ohne Regelsignal bzw. Laserintensität festhalten.
- Seite 24 Länge der Pulszüge > 100 ms sind. Bei Benutzung der Automatik braucht der Anwender keine weiteren Signale bereitstellen. Externe Triggerung der Sample & Hold Elemente Für einzelne Laserpulse oder Laser mit sehr kleiner Repetitionsrate, geschaltete cw-Laser oder Pulszüge Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 24 von 36...
- Seite 25 Zuordnung ist besonders wichtig für die Anwendung mit einzelnen Laserpulsen. Für eine optimale Funktion der S&H-Erweiterung müssen deshalb zeitliche Vorgaben an das Triggersignal eingehalten werden. In Abbildung 28 sind die zeitlichen Toleranzen für das Triggersignal verdeutlicht. Abbildung 28: Timing des Trigger-Signals Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 25 von 36...
- Seite 26 Pulszug nicht mehr ausschlägt. Ohne die S&H-Erweiterung würde der Ausschlag des Kippspiegels auch bei den auf den zweiten Pulszug folgenden Pulszügen immer wieder auftreten. Abbildung 29: Aktivierung der Regelung Abbildung 30: Vergrößerte Ansicht von Abbildung 29 Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 26 von 36...
- Seite 27 Strahls falsch bestimmen und damit die letzte geregelte Position verfälschen. Anmerkung: Die Laserintensität sollte nicht über eine Abschattung des Laserstrahls geschaltet werden. Dies kann zu Verfälschungen für die Halteposition der Kippspiegelsysteme führen. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 27 von 36...
- Seite 28 In diesem Beispiel werden 4 Pulse zum Ausregeln der Strahlposition benötigt. Je nach den Aufbauparametern des optischen Systems, der Pulslänge und der Dauer des externen Triggersignals wird sich die benötigte Anzahl der Pulse für die Ausregelung der Position unterscheiden. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 28 von 36...
- Seite 29 Hauptfenster dieser Software. Weiterführende Informationen finden Sie im separaten Software- Handbuch. Zur Einbindung in eigene Programme stellen wir Ihnen gerne das Schnittstellen- Kommunikationsprotokoll zur Verfügung. Bei Interesse fordern Sie bitte das Protokoll an. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 29 von 36...
- Seite 30 Statussignal (siehe Kapitel 6.4) • Positionssignal x und y für jeden Detektor (analoges Spannungssignal -5 bis +5 V) • Einstellung und Auslesen des Regelkreis-Proportionalglieds („P-Faktor“) (siehe Kapitel 5.8) • Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 30 von 36...
- Seite 31 Seitenplatte der Controllerbox mit den zusätzlichen Eingängen Adj1 und Adj2. Anmerkung: Die Position-zu-Spannungs-Charakteristik einer PSD ist in der Regel nichtlinear. Deshalb empfehlen wir die Durchführung einer entsprechenden Kalibrierung, wenn die Position auf einer definierten Bahn bewegt werden soll. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 31 von 36...
- Seite 32 Spezifikation Beschreibung 2 Ausgänge, einer je Aktuator (x, y) Signal Analog 0 - 10V Steckertyp LEMO 0S Kabel LEMO 3-polig → 2x BNC für jede Regelstufe, Länge 2 m Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 32 von 36...
- Seite 33 11. Bauteil-Zeichnungen 11.1. Detektorgehäuse Abbildung 37: Standard-Gehäuse der Detektoren 11.2. Spiegelhalter P4S30 Abbildung 38: P4S30-Spiegelhalter. Zur besseren Orientierung ist ein typischer Verlauf des Laserstrahls eingezeichnet. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 33 von 36...
- Seite 34 Laserstrahlverlauf eingezeichnet. 11.4. Spiegelhalter PSH Abbildung 40: PSH-Spiegelhalter. Zur besseren Orientierung ist ein typischer Verlauf des Laserstrahls eingezeichnet. Zeichnungen weiterer Komponenten und CAD-Dateien erhalten Sie auf Anfrage. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 34 von 36...
- Seite 35 12. Kabel 12.1. Standardkabel Eine standardmäßige Lieferung der Compact-Strahlstabilisierung enthält alle benötigten Kabel, um das System einzurichten und auch die Positionen auszulesen. Dies sind: Kabelsatz für ein 4-Achsensystem Anzahl Länge (in Standardlieferung enthalten) Detektor → Controller (inklusive 4x MXC → LEMO Adapterkabel) Aktuator →...
- Seite 36 Abbildung 41: Kennzeichnung auf der System-Elektronik (links) und auf den Detektoren (rechts) 15. Kontakt MRC Systems GmbH Telefon: 06221/13803-00 Hans-Bunte-Straße 10 Fax: 06221/13803-01 69123 Heidelberg Website: www.mrc-systems.de Deutschland E-mail: info@mrc-systems.de Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 13 – 15.02.2021 Seite 36 von 36...