Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

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VDX
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

#136 Beitrag von VDX »

... das Faserende muß perfekt poliert sein und darf dann auch keinen Staub oder sowas draufbekommen, weil der sonst einbrennt und damit dann durch punktuelle Überhitzung das Fasernde abbrennt.

Bei meinen Versuchen mit cleaven und polieren habe ich bis etwa 100 Watt problemlos durchbekommen, ab etwa 150Watt hat sich dann jede "Unregelmäßigkeit" gerächt und die Fasern sind weggebrannt :|

Wo liegt der threshold-Strom deiner Diode? - normal gehe ich von etwa 1/3 Laserleistung gegenüber der aufgenommenen elektrischen Leistung aus -- bei dir wären das also rein rechnerisch um die 10Watt Laserleistung wenn du weit genug über dem threshold wärst ...

Beim Einkoppeln mußt du schauen, ob du evtl. durch leichtes Verschieben des Faserendes in Strahlrichtung den Spot minimal größer bekommst -- mit weniger Energiedichte wird auch die Eintrittsstelle weniger heiß.

Das Austrittsende kannst du dann aber auch kaum kleiner als auf 0.7mm fokussieren ... außer du findest eine enorm große Linse mit kurzer Brennweite - hier gilt zwar auch das "geometrische" Verhältnis der Brennweiten gegenüber dem jeweiligen Foksudurchmesser, allerdings hast du dann durch die dickere Faser auch eine größere "Unschärfe", als bei einer direkten Fokussierung von der Laserdiode aus ...

Viktor
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Norbi
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

#137 Beitrag von Norbi »

Jeder Laser hat eine bestimmte Strahlqualität die sich aus dem Produkt von Strahldurchmesser und Strahldivergenz ergibt. Daraus ergibt sich das Vermögen des Laserstrahls auf einen Punkt fokussiert zu werden.

Die Strahlparameterprodukt wird sich durch das dazwischenschalten einer Glasfaser nicht verbessern, das ist leider völlig unmöglich. Das einzige was die Glasfaser bewirkt ist dass das Strahlprofil homogenisiert wird. Dann hat man anstatt den vier überlagerten Emitterbalken einen größeren runden Strahl mit relativ homogener Intensitätsverteilung und aufgrund von Toleranzen der Einkopplung in jedem Fall schlechterem Strahlparameterprodukt.


Ich würde einfach mal vermuten dass Du zu Verkleinerung deines Brennflecks eine Fokussierlinse mit wesentlich kürzerer Brennweite benötigst. Wenn die Kiste zum Anschluss einer 200µm Faser gedacht ist und die Einkoppeloptik eine Brennweite von 10mm hat, dann wirst Du auch eine Fokussierlinse in dem Brennweitenbereich benötigen um einen 200µm Brennfleck zu bekommen. Die Einkoppeloptik macht ja auch nichts anderes als den Strahl auf die Stirnfläche der Faser zu fokussieren.

Solche Diodenlaser haben halt eine recht bescheidene Strahlqualität, aber wenn man nur so extrem dünnes Material schneiden will sollte das mit sehr kurzer Brennweite noch möglich sein. Das Stencil-Blech muss dann nur mit sehr geringen Toleranzen fixiert werden damit die Oberfläche immer schön in Fokuslänge liegt.


DerArtem
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

#138 Beitrag von DerArtem »

Ok, danke - ich habe jetzt mal die Glasfaser angesteckt. Wie du gesagt hast ist der Strahl ist jetzt viel gleichmäßiger.

Ich konne noch eine SMA Buchse von einem Antennen-Koppler finden. Ausgelötet, die innerein rausgedrückt und die passt auf das Kabel.
Ich drucke mal eine neue Halterung für die SMA Buchse aus und dann schaue ich wie sich der Strahl fokusieren lässt.
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DerArtem
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

#139 Beitrag von DerArtem »

Ok, hab jetzt erfahren, dass der Laser für 200um Fasern ausgelegt ist. Solle damit eine Focusierung auf 100um Brennfleck möglich sein?

Würde so ein Kollimator etwas bringen?

https://lasertack.com/asphaerischer-kollimator
https://www.ebay.de/itm/131589211930

"This lens creates a spot of <0,1mm (6W 445nm laser diode) and is ideal for extremely fine engravings."

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VDX
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

#140 Beitrag von VDX »

... wohl eher nicht :roll:

Bei den blauen Laserdioden hast du einen Emitter mit etwa 150x2µm Größe, was mit diesen Kollimatoren normal auch nicht unter 100µm zu fokussieren geht -- du bräuchtest erstmal eine "Strahlformung" mit einem Prismen-Paar, um die 150µm auf die Hälfte "zusammenzustauchen", dann gibt's bestenfalls einen Spot von etwa 100µm Durchmesser.

Bei einem Ursprungs-Spot von 0.2mm bräuchtest du eine viel größeres Linsensystem mit kurzer Brennweite, um den Spot kleiner als 0.2mm zu bekommen.

Wenn ich bei den 105µm-Fasern mit einer Asphäre mit 9mm Brennweite die Linse etwa 20mm vom Fasernde weg positioniere, bekomme ich bei etwa 15mm Fokusabstand schon einen Spot von etwas mehr als 0.1mm Durchmesser -- viel kleiner bekomme ich ihn auch nicht mehr ... außer mit einem gewaltigen Objetkivdurchmesser und viel Leistungsverlust ...

Viktor


*** EDIT *** für die 975nm-Laserdioden mit Faserankopplung verwende ich z.B. Achromaten von Imos-Gubela -- https://www.imos-gubela.de/de/sphaeren- ... en-linsen/
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