W skrócie
Do układu chłodzenia lasera Nd:YAG wlewa się wodę destylowaną albo demineralizowaną i wymienia ją co miesiąc. Woda opływa pręt i lampę wewnątrz rury przepływowej, więc każdy osad z wody z kranu siada na drodze światła pompy i obniża energię impulsu. Granica nie przebiega jednak przy „im czystsza, tym lepiej”: laboratoryjna woda ultraczysta o rezystywności rzędu 18 MΩ·cm jest chemicznie agresywna wobec metalu w obiegu.
Na zdjęciu powyżej jest wszystko, czego wymaga ta czynność: kanister, lejek, dzbanek i serweta. Raz w miesiącu, kwadrans. Powód, dla którego w ogóle się ją wykonuje, stoi na liście czynności corocznego przeglądu, obok pomiaru mocy i diagnostyki elektroniki, i wygląda tam na sprzątanie: odkamienienie układu chłodzenia wodą. Nie jest sprzątaniem. Kamień w tym urządzeniu osadza się na drodze światła.
Co ta woda właściwie chłodzi
W laserze Nd:YAG pompowanym lampą pręt i lampa leżą obok siebie w komorze pompującej, a woda opływa je bezpośrednio, wewnątrz szklanej rury przepływowej. Ta rura nie jest instalacją hydrauliczną doklejoną z boku. Jest elementem toru optycznego: światło lampy przechodzi przez nią, przez wodę i dopiero potem trafia w pręt.
Stąd bierze się cała reszta. Woda w laserze pełni dwie funkcje naraz, odbiera ciepło i przepuszcza światło pompy, i to druga z nich decyduje o tym, jakiej wody wolno użyć.
W lepszych konstrukcjach rura przepływowa bywa dodatkowo z kwarcu domieszkowanego cerem, który odcina ultrafiolet i nie dopuszcza do powstawania centrów barwnych w pręcie. To ten sam zabieg, co domieszka ceru w samym pręcie: nasze pręty to Nd:Ce:YAG, nie zwykły Nd:YAG.
Kamień siada na drodze światła
Woda z kranu niesie wapń, magnez i to, czym wodociąg ją uzdatnia. Woda mineralna niesie tego więcej, z nazwy. Po odparowaniu i po setkach cykli grzania wszystko to zostaje w obiegu i osadza się na najgorętszych powierzchniach, czyli na bańce lampy i na rurze przepływowej.
Czyli na dwóch powierzchniach, przez które ma przejść światło pompujące pręt.
Objawem nie jest awaria. Objawem jest to, że po kilkunastu miesiącach te same ustawienia dają słabszy efekt, więc podkręcasz energię i dokładasz przejście, a urządzenie na ekranie nadal wygląda poprawnie. Ten mechanizm opisujemy osobno przy dryfie mocy; tutaj wystarczy, że woda jest jedną z jego przyczyn, i akurat tą, która nic nie kosztuje.
Druga konsekwencja jest cieplna. Osad izoluje, więc ta sama pompa odbiera mniej ciepła, a gorzej chłodzony pręt daje niższą i mniej powtarzalną energię.
Destylowana, demineralizowana i gdzie jest granica
Destylowana albo demineralizowana to w tym zastosowaniu ta sama woda. Różni je sposób otrzymywania, nie skutek: jedna powstaje przez odparowanie i skroplenie, druga przez wymianę jonową, a obie trafiają do kanistra bez soli, które tworzą kamień. Bierz tę, która akurat stoi na półce.
Tu większość poradników się kończy, i tu zaczyna się część, którą warto znać przed zamówieniem kanistra.
Skoro problemem są rozpuszczone sole, kolejny odruch podpowiada pójść dalej: woda laboratoryjna, ultraczysta, o rezystywności rzędu 18 MΩ·cm. Jest to odruch kosztowny. Woda pozbawiona jonów jest chemicznie agresywna: brak rozpuszczonych substancji sprawia, że zaczyna je pobierać z tego, co ma pod ręką, czyli z metalowych elementów obiegu. Chłodziarki przeznaczone do pracy na wodzie dejonizowanej buduje się z materiałów odpornych na taką wodę i wyposaża we wkład dejonizujący, który trzyma rezystywność w zadanym przedziale. Chłodziarka, która tego nie ma, pracuje na wodzie destylowanej i tak ma być.
Reguła praktyczna jest więc krótsza, niż wygląda: destylowana albo demineralizowana, jeżeli instrukcja urządzenia nie mówi wprost inaczej. Nie „mineralna, bo droższa”, nie „z kranu, bo przecież przefiltrowana”, i nie „laboratoryjna, bo najczystsza”.
Drugi obieg, o którym się zapomina
Chłodzenie w tych urządzeniach jest wodno-powietrzne, a w gabinecie częściej zawodzi strona powietrzna. Gąbkowe filtry zasysają pył, włos i pigment; zapchane ograniczają przepływ powietrza i podnoszą temperaturę całego urządzenia niezależnie od tego, jak czysta jest woda. Po wyczyszczeniu odzyskują drożność, więc jest to czynność, nie zakup.
Przy Edge i Pico dochodzi osobna chłodziarka z własnym przeglądem: 570 zł, co 12 miesięcy, kontrola szczelności i wydajności plus czyszczenie układu.
Co robić i jak często
- Woda destylowana albo demineralizowana, wymieniana co miesiąc. Nie uzupełniana, tylko wymieniana, do oznaczonego poziomu w zbiorniku.
- Filtry powietrza: kontrola wzrokowa co tydzień, czyszczenie, gdy widać pył.
- Przegląd co 12 miesięcy albo co 250 000 impulsów, co nastąpi wcześniej. Wtedy odkamienienie robi serwis, razem z pomiarem mocy.
- Chłodziarka przy Edge i Pico ma własny przegląd, 570 zł, co 12 miesięcy.
Ceny naprawy, gdyby doszło do niej mimo wszystko: układ chłodzenia 670 zł w urządzeniach Modestic, od 870 zł w innych markach, czas realizacji 2–7 dni roboczych. Cały cennik serwisu jest jawny.
Nasza opinia. Wymiana wody kosztuje kwadrans i jedno pójście po kanister, a chroni naraz lampę, pręt i tor optyczny.
Jest jeden sposób, żeby to zepsuć, i kusi akurat tych, którzy pracują rzadko: przeliczyć wymiany na impulsy. Woda starzeje się w zbiorniku, nie od strzałów. Przy dwóch sesjach w miesiącu kalendarz jest więc kryterium ostrzejszym niż licznik, nie łagodniejszym.
Źródła
- Paschotta R. Flash Lamps. RP Photonics Encyclopedia. Osad na bańce lampy obniża strumień światła wychodzącego z wyładowania.
- Excelitas Technologies. Cerium Doped Quartz Flashlamps. Kwarc domieszkowany cerem odcina ultrafiolet poniżej ok. 380 nm i zapobiega powstawaniu centrów barwnych w pręcie Nd:YAG.
- Keeping your laser cool. Selecting a chiller. Laser Focus World. Woda dejonizowana jest agresywna wobec wielu materiałów; chłodziarka do niej wymaga kompatybilnych materiałów i wkładu dejonizującego, a standardowe chłodziarki pracują na wodzie destylowanej.
- Zakres przeglądu okresowego i cennik serwisu Modestic. Odkamienienie układu chłodzenia wodą, czyszczenie chłodzenia powietrzem, naprawa układu chłodzenia 670 / od 870 zł, przegląd chłodziarki 570 zł.
Najczęstsze pytania
Jakiej wody używać w laserze Nd:YAG?
Destylowanej albo demineralizowanej. W tym zastosowaniu są równoważne, bo obie mają usunięte sole. W układzie chłodzenia laserów Modestic wymienia się ją co miesiąc. Woda z kranu i woda mineralna zostawiają osad na rurze przepływowej i na bańce lampy, czyli dokładnie na drodze światła pompującego pręt.
Jak często wymieniać wodę w laserze?
Co miesiąc, niezależnie od tego, ile impulsów urządzenie wykonało. Woda starzeje się w zbiorniku, a nie od pracy: rozpuszcza w sobie to, z czym ma kontakt, i sprzyja rozwojowi biologicznemu. Dlatego przy rzadkiej pracy obowiązuje kalendarz, nie licznik.
Czy zamiast destylowanej można wlać demineralizowaną?
Tak. Woda demineralizowana z kanistra i woda destylowana robią w tym układzie to samo: nie niosą soli, więc nie zostawiają kamienia. Granica leży gdzie indziej, przy wodzie laboratoryjnej ultraczystej, o rezystywności rzędu 18 MΩ·cm, która jest chemicznie agresywna i atakuje metalowe elementy obiegu. Takiej wody używa się wyłącznie wtedy, gdy producent urządzenia wprost jej wymaga, a obieg jest pod nią zbudowany.
Co się stanie, jeśli wleję wodę z kranu?
Nie od razu nic. Osad narasta powoli, więc objawem nie jest awaria, tylko stopniowo słabsze efekty przy tych samych ustawieniach i gorszy odbiór ciepła. Odkamienienie układu wodnego jest z tego powodu stałą pozycją corocznego przeglądu, a naprawa układu chłodzenia kosztuje 670 zł w urządzeniach Modestic i od 870 zł w innych markach.
