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?

Beitrag von VDX »

... die Strombegrenzung von Netzteilen ist normalerweise nicht fürs "harte" Schalten von kurzen Pulsen oder PWM gedacht -- das kann ganz schöne Stromspitzen ausgeben bevor die Strombegrenzung eingreift!

Wie es ausschaut, ist dieser "Glasblock" vor dem Ausgang die Fokussierung auf den Fasereingang - danach weitet sich der Strahl wieder auf.

Bei meinen 200W-Dioden ist das viel tiefer im Gehäuse, so daß die statt einem normalen FSMA-Faserstecker einen mit einem verlängerten Glasstab vornedran haben (vermutlich um das "inkopatibel" zum Standard zu machen :| ).

Wenn du diesen Block herausschraubst, wird der "überlagerte" parallele unfokussiert Strahl austreten und du könntest den außerhalb des Gehäuses fokussieren und bräuchtest keinen Kollimator.

DIe Frage wäre dann nur, ob das Austrittsloch groß genug ist ...

Viktor

*** EDIT *** - seh' gerade, Norbi hat den Vorschlag mit Ausbau der internen Fokussierung auch schon gemacht ...
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DerArtem
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

Beitrag von DerArtem »

Ich probiere erstmal ob das mit den 2 Linsen, die ich gekauft habe was wird. Werde mal ne Halterung dafür 3D-drucken und die mal hin-und herschieben. Die Linse aus dem Laser würde ich ungerne ausbauen. Es währe auch ganz praktisch wenn man den Laser per Glasfaser auf die Fräse bekommt. Dann müsste man nicht alles auf die Z-Achse montieren. Ich habe eine 400um Glasfaser da. Die ist aber sicherlich dafür ungeeignet oder?
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VDX
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

Beitrag von VDX »

... du müßtest mal schauen, für was für einen Faserdurchmesser die verbaute Fokussierung gedacht ist -- ich habe einige von den DIoden mit 200µm-Faser und einige mit 400µm ...

Wie es der Zufall so will, bin ich vor 2 Tagen zu einem Faser-Spleißer mit einigen Hundert Stück 200µm-Fasersteckern gekommen, mit dem ich meine 200µm-Fasern mit "proffessionellen" Ein-/Auskoppel-Steckern versehen kann ... bei dem Spleißer spinnt noch das LCD für die Anzeige/Auswahl der Programme, sollte aber zu machen sein ...

Der Michael müßte auch noch einen funktionsfähigen Spleißer und die Faserstecker dafür für 200µm-Fasern haben, so daß dein Teil hoffentlich auch dafür gedacht ist - dann kannst du so eine konfektionierte Faser einfach reinschrauben (ich müßte noch irgendwo eine Rolle 200µm-Glasfasern da haben ;) )

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

Beitrag von DerArtem »

Ich finde zu dem Laser leider kein Datenblatt. Es war allerdings ein Stück Glasfaser-Kabel mit Wasserkühlung mit dabei. Ich werde die mal vermesen. Und was ist wenn der Laser für eine 100um Faser ausgelegt ist und man eine 200um Faser anschraubt?
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

Beitrag von VDX »

... nein, 105µm ist eine andere Fokussierung mit fester Faserankopplung, nicht mit FSMA-Steckern - die Dilas und ähnliche sind meist für 400µm und manchmal für 200µm ausgelegt.

Wie das mit 105µm-Fasern ausschaut, kannst du z.B. hier, bei den geöffneten Laswerdioden bei "IR-Dioden von Innen" sehen:

https://reprap.org/wiki/Laser_Cutter/de

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

Beitrag von DerArtem »

Jetzt habe ich noch eine Verständnisfrage zum Treiber der Laser Diode:

Hier ist meine Verstandnis der Theorie:
Wir nehmen eine standard LED-Diode: Die hat eine Vf von 2,0V und If von 20mA.
Möchte man diese LED an 5V betreiben dann benötigt man einen Vorwiderstand. In diesem Fall 150 Ohm. Das führt dazu, dass bei einem Stromfluss von 20mA 3V an dem Widerstand abfallen und somit an der LED nur 2V anliegen.
Hat man jedoch eine 2V Stromversorgung, dann benötigt man für die LED gar keinen Vorwiderstand, denn die Spannung passt von Anfang. Die LED selbst wird auch nur 20mA an Strom ziehen.

Den Vorwiderstand der LED kann man natürlich auch durch eine Konstantstromquelle ersetzen. Diese wird genau das gleiche machen wie der Vorwiderstand: Die Spannung auf 2V runterregeln, damit nicht mehr als 20mA fließen können.

Ist das bei den Laser-Dioden anders? Wenn man die richtige Spannung am Netzteil einstellt, dann benötigt man auch keinerlei Strombegrenzungen. Laut Typenschild der Diode sollte die Diode bei einer Spannung von 6.4V-8V einfach ihre 60A ziehen und gut ist?
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

Beitrag von VDX »

... so einfach ist das nicht, da die Laserdioden ihren Innenwiderstand mit steigender Temperatur verringern -- dadurch steigt bei einer konstant eingeregelten Spannung der Strom durch die Diode im Betrieb, was sie schneller altert bzw. auch ziemlich schnell schrotten kann.

Ich betreibe meine Laserdioden immer nur mit Konstantstrom und nur soviel "Überspannung", daß die Konstantstromregelung funktioniert -- bei einer Diode mit 4-5V Betriebsspannung also mit typisch 2-3V mehr, also 7-8V Spannung und dem benötigten Strom (3-4A bei den blauen Dioden, bis 40A bei den 200W-IR-Dioden) ...

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

Beitrag von DerArtem »

Welche Funktion erfüllt das Glasstück? Ist das eine Linse oder eine Schutzabdeckung? Oder was ganz anderes?
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Norbi
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

Beitrag von Norbi »

Das Fenster wird dazu bestimmt sein dass kein Staub und keine Luftfeuchtigkeit in das Gehäuse kommt.
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

Beitrag von VDX »

... dürfte Innen auch AR-beschichtet sein ... die Außenbeschichtung soll evtl. Rückreflexionen abschwächen ...

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

Beitrag von DerArtem »

Ich bekomme die Fokusierung nicht hin. Hier ist mein Versuchsaufbau:

Vorne (am Laser) ist eine D25 BLF25 Linse als Kollimator, die ich verschieben kann. Hinten ist eine D25 BLF75 Linse zum Fokusieren, die ich ebenfalls verschieben kann. Den Focus bekomme ich nicht feiner als einen Millimeter :(
Was sollte ich anderes machen? Hab ihr eine Idee wo man an was gescheites zum Fokusieren kommt?

Die im Laser eingebaute Linse möchte ich nicht entfernen, den die bekomme ich beim Wieder-Einbau nie mehr ausgerichtet...

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

Beitrag von VDX »

... hmmm ... geh' mal davon aus, daß du an der ursprünglichen Position des Fasersteckers einen Spot/Fokusdurchmesser von etwa 0.2mm hast, von dem aus der Strahl sich kegelförmig ziemlich schnell aufweitet.

Für einen 1:1 Fokus (also wieder zurück auf 0.2mm) bräuchtest du 2 gleiche Linsen, wovon die eine als "Kollimator" den gesamten Strahl wieder parallel ausrichtet ... und die zweite dann in einem beliebigen Abstand mit dem gleichen Fokussierabstand, wie vom "Original-Fokus" zur ersten Linse, dann wieder einen sekundären 0.2mm Fokus machen würde.

Jetzt kannst du dir mal den "Öffnungskegel" nachmessen und skizzieren -- das müßten dann also Linsen mit einer ziemlich kurzen Brennweite sein (ich schätze mal so um die 10-15mm FL).

Willst du den Fokusabstad der 2. Linse weiter weg haben, dann setze eine mit einem entsprechend größeren Fokusabstand ein, wobei der Fokusdurchmesser mit dem Abstand aber auch entsprechend größer wird ...

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

Beitrag von DerArtem »

Hier noch Bilder vom Betrieb.

Nach der ersten Linse ist der Strahl Kollimiert. Das Blatt kann man hin- und herschieben, und der Strahl bleibt immer bei ca. 7mm Breite.
Packe ich dann noch die 2te Linse dran, dann wird das Licht auch wie erwartet fokusiert, allerdings nicht unter 1mm...
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Re: Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß es sein?

Beitrag von VDX »

... vergleich mal die Abstände: Ursprungs-Fokus<->1.Linse ... 2.Linse<->Zielfokus. Das macht in etwa eine "geometrische" Abhängigkeit ...
Der Fokus könnte für die Kamera auch etwas "überstrahlt" sein -- bei wieviel Leistung hast du die Diode laufen?

Außerdem scheinst du nur einen Teil des Strahls kollimiert zu haben -- geht evtl. viel am Rand des Austrittslochs verloren?

So richtig klein fokussiert bekomme ich die Dioden mit meinen Optiken auch nicht ... will ich aber auch gar nicht, da es eher fürs Aufschmelzen gedacht ist.

Für Fokus-Durchmesser bis unter 0.02mm habe ich ja noch diverse Faserlaser ;)

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

Beitrag von DerArtem »

Ja, der Ursprungs-Focus ist sicherlich ein anderer, als der der ersten Linse. Wie duch schon gesagt hast wird die im Laser verbaute Linse etwa 10mm Focus haben. Meine Kollimationslinse hat 25mm.

Ich habe noch ein 800um Glasfaserkabel mit 2 SMA Steckern. Kann ich die an den Laser anschließen, oder kann das Kabel beschädigt werden? Das Stück Glasfaserkabel was bei dem Laser dabei war hat 400um Durchmesser und einen wassergekühlten SMA Stecker am Eingang. Am Ausgang ist dort einfach die Nackte Glasfaser.

Meine nächste Idee ist es zu versuchen den Strahl, der aus dem Glasfaserkabel kommt, zu focusieren, oder wird das noch komplizierter? Dafür sollen ja Ball-Linsen eingesetzt werden?

Den Laser Betreibe ich mit 6.2V @ 5.5A.
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