MRC Compact Benutzerhandbuch
Laserstrahl-stabilisierung
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Inhaltszusammenfassung für MRC Compact
- Seite 1 Laserstrahl-Stabilisierung Compact Benutzerhandbuch Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 1 von 29...
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Seite 2: Inhaltsverzeichnis
8. Option: Serielle Schnittstelle (USB, RS-232 oder Ethernet)............24 9. Zusätzliche Ein- und Ausgänge (Optionen)................24 9.1. Positionseingänge zur Verschiebung der Sollposition auf PSDs („Adjust-in“)......24 9.2. Direkte Ansteuerung der Piezo-Aktuatoren („Drive Actuator“)...........25 9.3. Option: Externe Aktivierung......................25 Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 2 von 29... - Seite 3 12.5. Laserposition ist nicht stabil.......................28 12.6. Dauerhaft rotes „Range“-Signal....................28 12.7. „Range“-Signale springen bei Richtungsumschaltung hin und her..........28 12.8. System regelt von der Mitte weg....................28 13. Sicherheit..........................29 14. Kontakt...........................29 Änderungen vorbehalten Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 3 von 29...
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Seite 4: Allgemeine Beschreibung
Detektoren an. Bitte vergleichen Sie hierzu die Spezifikation in den Abschnitten 3 und 4. Abbildung 2, 3 und 4 (von links nach rechts): Kippspiegel mit Piezostellelement (Modell P2S30), Detektor mit Positions- und Intensitäts-Display (horizontaler Aufbau), Detektor (vertikaler Aufbau) Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 4 von 29... -
Seite 5: Spezifikation
Für Laser mit kleinen Repetitionsraten (< 1 kHz), Einzelpulsen oder Betriebszuständen, in denen der Laser zwischenzeitlich aus ist, ist ein zusätzliches Sample&Hold-Modul erhältlich siehe auch Anmerkung (1) Laserstrahl-Durchmesser < 6-8 mm (1/e²), siehe auch Anmerkung (2) Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 5 von 29... -
Seite 6: Positionsgenauigkeit
Anmerkung: Das System regelt auf den Schwerpunkt des transversalen Strahlprofils. Profilveränderun- gen können prinzipbedingt nicht reduziert werden. Die Positionssignale der Detektoren können an der Oberseite des Controllers ausgelesen werden. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 6 von 29... -
Seite 7: Verhältnis Der Tatsächlichen Position Zur Gemessenen Spannung
Positionsabweichungen in µm berechnen. Solange sich der Strahl nahe dem Zentrum der 4-Quadranten- diode befindet, kann die folgende Näherung verwendet werden: D [ µm] x [V ] x [µm] = ⋅ π I [V ] Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 7 von 29... -
Seite 8: Optische Komponenten
Piezo-Stacks befinden sich unmittelbar hinter der Platte. Sollten Sie einmal einen Spiegeladapter entfernen wollen, seien Sie besonders vorsichtig. Wir • können Ihnen hierzu eine Anleitung zusenden oder auch ein Werkzeug zur Verfügung stellen. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 8 von 29... -
Seite 9: Detektoren
Deshalb kann das Detektionssignal, je nach Wahl der optischen Filter, durch Umgebungs- licht gestört werden. 4.2.3. PSD-Detektor Spezifikation PSD für VIS Wellenlängenbereich 320 - 1.100 nm Aktive Fläche 9 x 9 mm Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 9 von 29... -
Seite 10: Vakuum-Anpassungen
Laserleistung auf dem Detektor korrekt ist. Die Positions-Ausgänge auf der Oberseite können dazu verwendet werden, die aktuelle Position des Laserstrahls auf jedem Detektor auszulesen (x und y). Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 10 von 29... -
Seite 11: Aufbau Der Optischen Komponenten
Die Abbildungen 9-13 zeigen eine Auswahl von möglichen Aufbauten. Die Beispiel-Setups beziehen sich auf die 4-Achsen-Regelung mit zwei Detektoren. Sie sind bei der 2-Achsen-Regelung analog anzuwenden mit der Änderung, dass Aktuator 2 und Detektor 2 entfallen. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 11 von 29... - Seite 12 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 14 – 07.03.2022 Seite 12 von 29...
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Seite 13: Anschließen Der Kabel
Detektor dagegen wie in Abbildung 3 um 90° in die horizontale Orientierung gedreht, müssen das x- Kabel an den y-Ausgang und das y-Kabel an den x-Ausgang angeschlossen werden. Am anderen Ende wird das LEMO-Kabel der Detektoren an den jeweiligen Detektor-Eingang am Controller angeschlossen. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 13 von 29... -
Seite 14: Stromversorgung
Findet sich keine passende Einstellung, müssen die optischen Filter vor den 4-QDs ausgetauscht werden (siehe Kapitel 5.4.3). Sind keine passenden Filter verfügbar, wenden Sie sich bitte an uns. Abbildung 14: 4-Quadranten-Diode. Der Pfeil zeigt auf das Potentiometer zur Intensitätsaussteuerung (mit Schraubenzieher zugänglich). Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 14 von 29... -
Seite 15: Einstellung Der Empfindlichkeit Von Psds
Stellelemente ihre Nullstellung einnehmen. Der Laser sollte so auf die Detektoren justiert werden, dass nur noch die grünen LEDs in der Mitte des LED-Positionsdisplays leuchten. Falls Sie die Software einsetzen, können Sie die Positionen auch dort beobachten. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 15 von 29... -
Seite 16: Richtungskodierung
Erhöhen der Werte in der Software so lange vergrößern, bis das System seine Stabilitätsgrenze erreicht und die Regelung anfängt zu schwingen. Die Potentiometer oder Eingaben sollten anschließend so weit zurück gedreht werden, dass jederzeit ein schwingungsfreier Betrieb gesichert ist. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 16 von 29... -
Seite 17: Bedienungs- Und Sicherheitsfunktionen
Wenn nur grüne und gelbe LEDs leuchten, operiert die Sensorelektronik im linearen Bereich, so dass sich eine direkte Korrelation zwischen Messsignal und Position ergibt. Wenn auch eine oder mehrere Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 17 von 29... -
Seite 18: Nullpositionierung Bei Leistungsabfall
Regelstufen kann es jedoch von Vorteil sein, die niedrige Bandbreite zu wählen. Hierzu befindet sich ein Schalter am Elektronikgehäuse (Bandwidth, siehe Abbildung 7, H = HIGH, hoch, L = LOW, niedrig). Die Bandbreite kann für beide Regelstufen individuell gewählt werden. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 18 von 29... -
Seite 19: Option: Sample&Hold Zusatzschaltung („Adda")
Externe Triggerung der Sample & Hold Elemente Für einzelne Laserpulse oder Laser mit sehr kleiner Repetitionsrate, geschaltete cw-Laser oder Pulszüge < 100 ms kann die Automatik die Speicherung der Strahlposition nicht schnell genug freigeben. In Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 19 von 29... -
Seite 20: Konfiguration Und Inbetriebnahme
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 18 sind die zeitlichen Toleranzen für das Triggersignal verdeutlicht. Abbildung 18: Timing des Trigger-Signals Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 20 von 29... -
Seite 21: Funktionsweise Und Verhalten
Ohne die S&H-Erweiterung wäre die Regelung wieder vom oberen Positionswert gestartet und hätte wieder zu einem Ausschlag geführt. Lediglich beim ersten Pulszug greift die S&H-Erweiterung noch nicht, da es zu diesem Zeitpunkt noch Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 21 von 29... - Seite 22 Verwendung von Pulszügen vorteilhaft, nicht auf jeden einzelnen Puls, sondern auf den Beginn und das Ende des Pulszuges zu triggern. Dies gilt für Puls-Repetitionsraten ab ca. 300 Hz. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 22 von 29...
- Seite 23 Anmerkung: Im Betrieb mit kurzen Triggerzeiten ist der Zeitraum für die Regelaktivität sehr klein. Da die Signal-LED Active direkt mit diesem Zeitraum gekoppelt ist, kann es sein, dass das Leuchten dieser LED nicht wahrgenommen werden kann. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 23 von 29...
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Seite 24: Option: Serielle Schnittstelle (Usb, Rs-232 Oder Ethernet)
LEMO 0S Kabel, analog LEMO 3-polig → 2x BNC für jede Regelstufe, Länge 2 m Abbildung 25 zeigt eine modifizierte Seitenplatte der Controllerbox mit den zusätzlichen Eingängen Adj1 und Adj2. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 24 von 29... -
Seite 25: Direkte Ansteuerung Der Piezo-Aktuatoren („Drive Actuator")
Die externe Aktivierung ermöglicht die Änderung des Betriebszustands der Strahlstabilisierung mit einem externen Signal. Sie kann unabhängig voneinander für beide Regelstufen der Strahlstabilisierung vorgenommen werden. Hierzu befinden sich zwei LEMO-Konnektoren (Serie 00) an der linken Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 25 von 29... -
Seite 26: Intensitätsausgänge Am Controller
Zeichnungen aller wesentlichen Komponenten finden Sie in den jeweiligen Datenblättern. Gerne senden wir Ihnen auch STEP-Dateien zu. 11. Kabel 11.1. Standardkabel Eine standardmäßige Lieferung der Compact-Strahlstabilisierung enthält alle benötigten Kabel, um das System einzurichten und auch die Positionen auszulesen. Dies sind: Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022... -
Seite 27: Zusätzliche Kabel
Ist die Position des Laserstrahls noch korrekt? Wenn diese sich stark geändert hat, arbeitet die Regelung nicht mehr im linearen Regelbereich. Gehen Sie dann wie in Abschnitt 5.7 vor. c. Ist die Richtungskodierung korrekt? Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 27 von 29... -
Seite 28: Die Kippspiegel Sind Akustisch Deutlich Wahrzunehmen
Detektors weg zu lenken, könnte dies an einer verbliebenen Einstellung von Werten für Adjust-in in der Software liegen. Löschen Sie in diesem Fall die entsprechenden Werte oder schalten Sie in der Software auf „extern“. Handbuch Compact Strahlstabilisierung Version 14 – 07.03.2022 Seite 28 von 29... -
Seite 29: Sicherheit
Abbildung 26: Kennzeichnung auf dem Controller (links), den Detektoren (Mitte) und den Aktuatoren (rechts) 14. 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 14 – 07.03.2022 Seite 29 von 29...