Light Conversion激光器和OPA的常见问题及解决方法
Light Conversion的飞秒固体激光器以其集成密封的设计、紧凑坚固的光学机械结构、超高的功率和能量稳定性以及简约方便的操作方式，赢得了工业界和科研界用户的广泛赞誉。然而，就如同强大的windows操作系统偶尔也会蓝屏一样，Light Conversion的软件有时也会报错。除个别因硬件故障引发的错误，需要联系技术工程师外，对于一些常规报错，大家无需紧张，往往通过几个简单的步骤就可轻松解决。下面统计了一些Light Conversion的激光器和OPA（光参量放大器）常见的（对单独用户而言只是偶尔会遇到的）系统报错以及现场解决方法。另外，对时间久了OPA功率降低的问题，最后将介绍一种简单的调节方法。Pharos，carbide，flint等，通常在手册的8.1或7.2部分有常见错误代码的说明。当软件报错时，将鼠标移到错误代码，可以显示错误原因。这一点在Pharos或Carbide手册中也有提及（见如下截图）。
通常能够及时解决的报错多数是因为环境因素、连接故障、操作步骤问题或工作电信号变故引起。统计上，容易出现的报错故障及解决方法，如下：（1） E0600, E0601, E0602, E0603, E0604,或E06051）E06xx错误通常是激光器某部位温度或湿度过高引发（具体见每个error的解释）。Pharos或carbide操作温度15-30℃，当内部相对湿度超过60%（非冷凝）将报警。温湿度过高容易使内部元件损坏，因此软件设定启动限制，当检测到温湿度不适合启动时，触发错误代码。开机之前，需要确保实验室环境达到要求并稳定。理想的实验室环境：温度22-24℃（温度偏差±1℃），相对湿度30%-50%（偏差±5%，非冷凝），并常年保持稳定。2）如果是因为冷水机（chiller）的水温达不到设定温度而引发的报错，可以通过多次启动使水温达到设定温度后解决。冷水机的温度控制是在水循环启动后才会工作，因此，放置冷水机的环境温度最好与设定的水温接近，温差不要过大。有时是因为水温达不到设定温度，需优先检查冷水机的水温。通常激光器启动时会自动先启动冷水机。如果是温度达不到指定温度，可以通过激光器软件多次启动激光器来解决。（3）Pharos user app的preset下拉菜单无法显示合适的preset模式通常发生在pharos sp（一代）激光器中，USB连接故障。USB2.0接口有时会因电压不足引发连接故障，重新连接USB线或USB延长线接口，再打开pharos user app，点击右上角connect，按步骤重启。（4）E1012（Can’t go to Stand-By state because oscillator is not running）这是pharos sp最常见的报错之一。激光器未能正常启动。如果在激光器电源前后面板开关都开启后，激光器未能自行启动，接下来的操作步骤为：在user app的basic界面preset中选择合适的模式（如，标有OPA的preset模式），点击execute，等启动完成即可。
Pharos sp 的电源箱shutter已经处于open状态，但显示 shutter error；激光器启动后Pharos user app软件界面正常，只是控制shutter的ENABLE键为灰色，不能出光。这种情况较为少见。解决方法：1）通过激光器软件将激光器standby，等进入standby模式后点击shutdown，直到软件执行完毕。2）关闭激光器电源箱的前后面板的两个开关，等待10秒后，再依次打开后面板和前面板的这两个开关。3）打开激光器软件并连接，然后按正常步骤启动即可。
（6）E1011(Oscillator stopped unexpectedly)振荡器运行故障，通常发生在pharos sp中。可能需要使用pharos service app测量振荡器的操作范围。在parameter-->CW detector parameters中，点击Measure Oscillator’s operational range，等待完成，即可按常规启动步骤启动。打开pharos service app，按上图测量振荡器的操作范围，通常可以解决。Measure Oscillator’s operational range是与振荡器启动的错误有关的常用方法。
（8） E0310（PP HV does not start）Pharos PH2常见故障。激光器电源断电后，再重新连接电源，重启软件。（9）E0505（Oscillator is in continuous wave mode）Carbide常见故障。关闭电源重启后，通常可以解决。有时内部程序未能锁定功率。可以尝试切换preset模式——切换到低能量高重复频率的preset模式。运行几分钟后，再切换回正常的模式，通常可以解决。如果尝试几次后未能解决，需要联系技术工程师。（11） E1005, E1016 [RA (TEM1) stopped unexpectedly；RA HV stopped unexpectedly]有时，大能量preset模式（如1mJ）会同时报这两个错误。在较大能量preset模式下运行，激光器对环境的要求或变化更为苛刻或敏感，需尽可能长期保持良好的温湿度环境。对于这两个报错，通常现场的解决办法是：切换到低能量的preset模式运行几分钟，再切换正常preset模式，可以解决。如果尝试几次不能解决，请联系我们的技术工程师。
1) 如果是USB线连接的OPA，可能是USB口电压不稳定，可以尝试更换USB接口并重启软件。对于笔记本电脑，通常需要重启windows系统来解决。2) 如果是网线连接的OPA，则需要重启激光器与OPA之间的集线器（HUB），再重启软件。如果OPA网线是通过USB-Ethernet转接口连接，则可能需要先重启电脑。短期内（如几天）如果OPA功率明显降低，可能有几种情况。
此时，需要关闭OPA的shutter，先确认激光器输出模式（Light Conversion 激光器preset模式）是否正确。Light Conversion激光器的preset模式决定了激光器的单脉冲能量、重复频率、输出功率、脉宽等参数。每台OPA只允许对应激光器的一种preset模式。如果激光器选择了不正确的preset模式，不仅OPA的功率会降低，而且对OPA非常危险，会导致内部重要元件损坏。OPA的测试报告以及安装时都会告知OPA对应的激光器工作模式，切勿弄错。另外，激光器启动后需要约30分钟达到最终的稳定，在这段时间内，OPA的输出可能略低于平常运行的功率。这是正常情况。这种情况下，OPA需要在wintopas4软件中将所有电机重置，即reset all。如果没有reset all，会发现OPA功率明显降低，且波长可能不准确。电机reset all的操作如下图所示：实验室的温度、湿度、风速等环境因素发生了明显变化或短期内发生过明显变化后又恢复。通常OPA要运行在洁净度为万级以上的洁净间，温度在20-25℃，相对湿度<60% (非冷凝），风速不明显的室内环境。温湿度偏差最好分别<1℃和<5%，风速最好<0.1m/s。当温度波动>2℃，或相对湿度波动>15%，OPA的功率就可能有明显的波动。实验室空调的周期运行对OPA功率的波动有周期性的调制效应，当风速较大时，OPA功率的波动幅度也会较大，并且长期来看，风速较大的环境中OPA的功率下降得更快。
无论激光器还是OPA，都需要在稳定良好的实验室环境下运行，方能保证最佳运行性能和长期的工作稳定性。特别是OPA，作为非线性光学系统，其对外部环境的变化比激光器更为敏感。外部环境变化对系统的内外元件引起的热胀冷缩是不可逆的。系统元件的变化将引起光路逐渐偏移，长时间后会使光束重合发生变化，从而使OPA功率逐渐下降。再加上绝大部分OPA是没有自主反馈自动调节机制的被动调节系统，外部环境的变化对OPA输出功率的影响将是不可逆的。即使当外部环境条件重新恢复，OPA功率也不能恢复到之前的状态，需要人为的干预才能恢复。实验室环境的稳定程度决定了OPA输出功率下降的缓慢程度。因此，无论激光器和OPA是否运行，实验室环境都需要长期保持稳定。
即使实验室环境能够长久保持稳定，长期来看OPA的功率依然会缓慢下降。如果OPA的输出功率能达到实验的要求，可以不用调节；如果OPA功率达不到实验要求，可以通过下面的端镜调节方法找回绝大部分功率。OPA外部端镜指输入光束的两个反射镜，较远的为BRM1，OPA上的为BRM2。两个反射镜使用2mm内六角扳手调节，调节的位置如下：BRM1为普通的外置反射镜，直角位置的螺丝不要调节。BRM2的调节螺丝旁边有紧固螺丝，紧固螺丝通常不用调节，只需要调调节螺丝。绝大多数情况下，端镜调节只调节其中的一个，通常是BRM2。
OPA端镜调节的具体步骤如下：
1）在OPA 的输出口放好光功率计探头，将OPA光束调到光功率计探头的中心，使现有输出功率最大。
2）将波长设定到峰值功率波长。通常，可见光OPA的峰值波长在680-720nm（如果是Orpheus-N，要设为CMP-SIG的峰值波长），近红外OPA（Orpheus-one）的峰值波长一般在1500nm或1550nm。具体的峰值功率对应的波长最好以最近一次的安装测试为准。3）打开激光器和OPA shutter，监测功率的同时调节端镜。先调节选定的端镜的一个方向，如左右方向，将功率调到最大；再调另一个方向，将功率调到最大。可以返回检查第一个调节螺丝，看功率是否还能有提升，直至功率最大。通常当峰值波长的功率为最大值后，其它波长的功率也同时调整为最佳状态。
如果可见光OPA自身带有光谱仪，可以打开spectaLight软件并连接（connect），确认峰值波长是否正确。通常，在波长偏差不大的情况下（+/-3nm，Orpheus-N为 +/-5nm），以功率最大优先。
确认了最大功率和大概的波长后，通过端镜调节来优化OPA功率就完成了。端镜调节可以找回OPA功率的绝大部分甚至全部，如果实际使用的功率必须达到安装时的功率才能满足要求，但又无法通过端镜调节来实现，就需要调节OPA内部晶体位置的光路重合，进一步优化功率。这种情况下，除非接受过专门的训练，否则请联系我们的工程师进行技术支持。
以上就是本期的全部内容。如果您在激光器和OPA的使用中遇到了相同的问题，请按照上述对应的方法尝试解决；如果不能解决或遇到了其它问题，可以及时联系我们。
最后，祝大家在新的一年里生活和工作顺利，万事如意！
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