Ansteuerung ND YAG-Laser

[Lacey]

Hallo auch,

nun bin ich im Besitz einer YAG-Lasereinheit (Spectron Laser Systems, HAAS), gerettet vor der Verschrottung - geblieben ist nur der mit Wasser zu kühlende Block mit YAG-Stab (100mm lang, Durchmesser 4mm) und gegenüberliegender Blitzröhre (doppelt so lang)
Im Bild ist der untere Teil des Lasers zu sehen nebst Stab. Oben der Wasser Zu und Abfluß, durch die 5 kleinen Öffnung tritt das Wasser in den Block ein, rechts durch die größere wieder aus. Das weiße "Bett" um den Stab (das Gegenstück mit der Blitzröhre sieht genauso aus, Bild folgt) interpretiere ich als die Reflektoren. Dieser Laser diente als Beschriftungslaser. Da mir die Peripherie zu diesem Gerät bekannt ist und es mir nunmal unmöglich ist daheim ein solch riesiges Trum hinzustellen (Kühleinheit, Stromversorgung etc.) interessiert mich nun in erster Linie die "einfache" Ansteuerung der Blitzlampe. Diese muß, so denke ich mir eine recht hohe Pulsfolge bzw. Leistung haben um überhaupt diesen Stab zum reagieren zu bringen und ähnlich funktionieren wie die Steuerung eines Stroboskopes. Um Funktionsweise und Sicherheit habe ich mich im angehängten pdf belesen und informiert. Zudem habe ich den Laser in Aktion gesehen und weiß, das er höchst-augenschädigende nicht sichtbare Strahlung produziert.
Wie gesagt - mir geht es darum zu wissen welche Teile ich brauche um diese Blitzlampe mit dem nötigen Strom und Puls zu betreiben, anzusteuern und wo man diese "Zutaten" herbekommt.
Für sachkundige Ratschläge und Hinweise wäre ich euch sehr dankbar.

Lacey

[Lacey]

Hi Dr. Ulli,

hab mal das Gegenstück mit der Röhre angehängt. Leider ist die Röhre innen etwas mit Feuchtigkeit angelaufen, so lässt sich auf dem Bild schlecht erkennen was das ist. Ich habe mal eine Ersatzröhre gesehen - Glas transparent, ob da nun ein Draht drin war oder nicht erinnere ich leider nicht.. Die Röhre im Bild ist zwischen der linken und rechten Isolation 192mm lang, mit den Kabelsteckern darunter komplett 225mm lang. Kann leider nicht sagen ob das nun eine Halogen oder Kryptonbogenlampe ist bzw. war. Wäre ein Draht in der Röhre drin gewesen und durchgebrannt müßten ja die Reste drin liegen, da liegt aber nix drin, kein Schnipsel. Was glaubst du was das war - Krypton ? Hat die nen Draht oder nur Gas ?
Wäre echt prima, wenn du mir das mit diesem Q-Switch mal kurz erklären könntest. Ist das ein elektrisches Bauteil ähnlich wie die Schaltung eines Stroboskopes oder so ?

[Lacey]

Die alles umfassende Frage lautet natürlich : wieviel Watt muß die Röhre, ob nun Krypton oder Halogen haben, das dieser YAG-Stab überhaupt reagiert ?
Schau ich mir nun die Kabel an der Röhre an, so sehen die nicht gerade nach kleinen Strommengen aus.
Zum Thema Halogen - wir hatten früher mal ein Stroboskop-Effektgerät auf der Bühne. Das Ding hatte eine dünne Röhre drin und lieferte eine unglaubliche Helligkeit ab nebst, ich sags mal so - Highspeed-Blitztempo. Natürlich lies sich das Blitztempo regeln.
Eine solche Stroboröhre in das Teil implantiert, Steuerung nach außen verlegt müßte doch reichen um das YAG-Stäbchen zum reagieren zu bringen, oder ?
Die Wasser-Umlaufkühlung wäre dabei das kleinste Problem. Denn die muß ja sein weil sich diese YAGstäbe mit zunehmenden Beschuß erwärmen und damit auch dehnen.
Was haltet ihr von der Strobo-Idee ? Gibts vielleicht ein Bild von so einem Q-Switch ?

Ja - viele Fragen in der Hoffnung auf ein bischen Hilfe...

[Lacey]

Danke dir für die Links, Dr. Ulli. Das würde ja bedeuten, das der Q-Switch irgendwo direkt am YAG-Stag sitzt. Ich habe das Teil mal genauer untersucht - da ist nichts dergleichen zu sehen. Schaut man in die Metallrohre links und rechts rein, so kann man durch die hochglanzpolierten Stabenden bis ans andere Ende durchschauen, rosa. Und an dieser Einheit war sonst nichts dran außer das sie in einem Alugehäuse sitzt. Ich habe auch sämtliche Umlenkspiegel incl. dem Shutter - die waren jedoch ellenweit entfernt von der Einheit untergebracht in einem anschließenden Gehäuse. Die Spiegel sind allesamt halbdurchlässig und zwei davon saßen auf Motoren, die offensichtlich nur sehr kurze, federne Bewgungen ausführen können, also sehr kurze Pendelbewegungen nach links und rechts.
Habe noch weiter gegoogelt und bin dabei auf folgenden interessanten Link gestoßen :
http://www.adrian-homelab.de/yaglaser.html

Selbst dieser kleine einfache YAG-Laser (man beachte die Blitzröhre) hat direkt an der Stirnseite kleine Stellschrauben um innenliegende Spiegel zu justieren. So etwas ist bei meinem nirgends zu finden. Ich möchte diese Rohre links und rechts auch nur ungern abmontieren, da ich den Eindruck habe, das sie so eingestellt sind Dehungen des Stabes aufzunehmen, den dieser endet in diesen Rohren.

[Lacey]

Etwas weiter bin ich schon gekommen. Die Einheit ist ein Spectron SL902TQ (steht ja auch drauf) und wird mit einer Kryptonröhre betrieben und Q-Switch gepulst. Die Röhre wird unter der Bezeichnung LLK-SS27 geführt. Leider konnte ich nirgends technische Daten, Preise etc. zur Röhre finden.

Technische Daten :
http://www.bauer-mueck.de/sxi_td.htm

[Lacey]

Ok, das hab ich jetzt verstanden. Aber zwei Fragen noch :
1.
Mich würde nun interessieren was geschehen würde, wenn ich die Cavity direkt, so wie sie da ist (natürlich geschlossen und mit Umlaufkühlung) mit einer intakten Kryptonröhre pumpen würde, vorausgesetzt ich hätte die Ansteuerung für die Blitzröhre. Also ohne Q-Switch. Käme da überhaupt ein Strahl zustande ? Würde er sich dann aufschaukeln bis ins Endlose ?
2.
Was würde geschehen, wenn alles wie in Punkt 1. wäre nur eben nicht mit gepumpten Licht, sondern mit konstantem Licht (Halogen z.b.) ? Käme ein Strahl zustande ?

[Lacey]

Hmmm...hier gibts zwei externe halbdurchlässige Spiegel, Farbe beidseitig etwa violett-rosa, von der Höhe auf ihren Halterungen her hätten die den Strahl in ihrem Zentrum. Die besagten Resonatorspiegel müssten ja dann halbdurchlässig sein, oder ? Wie sollte denn sonst ein entstandener Strahl durchkommen.

[pardini]

nach dem ich dies nun seit ein paar Tagen verfolge, tue Dir bitte den Gefallen und stell das Ding in die Vitrine als schönes Anschauungsstück! Alles andere wird gefährliche Zeit und Geldverschwendung.

Gruß
Pardini

[Lacey]

Lieber pardini - ich wüßte nicht warum ich das tun sollte, denn was gefährlich ist oder nicht kann ich sehr gut selbst beurteilen. Ich glaube kaum das alle "Profis" hier ihr Wissen mit einem Schlag aus dem Himmel bezogen haben. Auch ich beobachte dieses Forum und stelle dabei fest, wie gerne man doch Leuten, die sich ernsthaft in die Materie einlernen wollen immer wieder mit solch "belehrenden" Beiträgen auf die Mütze klopft. Dabei möchte ich nicht wissen wie viele von euch anfangs selbst mit nem lächerlichen Pointer draußen rumgehechelt sind. Mal ehrlich jetzt - vVon mir aus könnt ihr mich auch rausschmeißen - ich habs nicht nötig mir hier meine Motivation untergraben zu lassen, irgendwann reichts. Von soher lass mal gut sein, ok ?

[Lacey]

Danke für deine Antwort, Dr.Ulli. Das war auch schon wieder sehr hilfreich. Habe eine Firma entdeckt, die Spectron-Laser repariert. Die haben auch gebrauchte Ersatzteile wie Q-Switches und Resonator. Da werd ich mich mal dranklemmen. Von wegen Vitrine...

[netzpfuscher]

Die ansteuerung einer CW-Bogenlampe als auch einer Blitzlampe in einem Laserkopf ist alles andere als Trivial. Also, wenn du irgendeine Möglichkeit hast, die Elektronik auch noch aus dem Schrott zu ziehen, dann tu das. Jeder Selbstbau wird vermutlich auch nicht kleiner. Der Laserkopf will gut gekühlt werden, ein Kreislauf mit Luft-Wärmetauscher reicht in der Regel nicht aus. Trumpf (Haas) gibt bei fast allen Lasern eine Kühlmitteltemperatur von 5-20°C an. Unser Haas-Laser schaltet sich bei knapp 30°C ab und geht in Störung. Für die Ansteuerung einer Bogenlampe braucht es eine Konstantstromquelle die einige Ampere bei 100-200V bringt (Brennspannung) zudem muss die Lampe mit Hochspannung gezündet werden (mehrere KV) dafür braucht es eine Überlagerungszündung. Eine Blitzlampe ist fast noch komplizierter, man braucht eine Kondensatorbank, die auf die Leistung der Blitzlampe abgestimmt ist, ein Puls-Form-Netzwerk um den Stromimpuls auf einen wert zu begrenzen, große Leistungsthyristoren um den Strom sachalten zu können und eine Zündschaltung mit Simmerbetrieb (Laserlampen finden das dauernde harte Zünden nicht so toll). Die entwicklungszeit der Ansteuerung lag für einen Blitzlampenkopf, mit 4 Personen bei ca. 1 Jahr.

Die Spiegel sind dann bestimmt Dielektrische und tatsächlich relativ durchsichtig für normales Licht. Auch da, rette was du kriegen kannst. Kostenpunkt für einen Spiegel liegt bei ca. 60-80€.

[Lacey]

Hi netzpfuscher,

da muß ich dir beipflichten in allen Punkten. Einfach habe ich es mir nicht vorgestellt insbesondere weil ich weiß was der Haas-Laser für ein Riesenaparrillo war, habe das ja täglich in Aktion gesehen. Die Anschlüsse für den Kühlkreislauf kannst du auf dem Bild sehen.
Retten ist gut gesagt - ich müßte ein riesiges Rack mitnehmen in dem alles verbaut ist. Aber die Pfeifen haben ja schon überall Kabel abgezwickt wo´s nur geht und draufgeregnet hats auch schon zigmal.. Da blickt keiner mehr lang. Alles was ich an Spiegeln finden konnte hab ich. Mit denen ist es so wie du es sagst. Schätze das wird nix mehr mit dem Ding...

[goamarty]

Auch wenn es schon draufgeregnet hat würde ich das Rack retten. Die Leistungshalbleiter sind teuer, aber nicht wasserlöslich Sollten nur wieder sauber und trocken sein, bevor sie Hochspannung bekommen.

[gento]

Ich habe den Griff einer Bratpfanne und zwei Gabeln.
Was fehlt mir zum 1 Sterne Koch

lg Gento

[medusa]

Klingt so, als müßte man zum Betrieb der Pumplampe (100-200V, viele Amps) so was in der Größenordnung eines Ionenlaser-NTs dranklemmen. In der Tat nicht ganz trivial, und sicher nicht als Anfängerprojekt geeignet. Von der Zündung mal ganz abgesehen.

~medusa.

[Lacey]

@gento
du bist spaßig mein Freund

@medusa
ja ja - richtig, es nützt nix sich an einem YAG Laser zu erfreuen, wenn beim
einschalten der ganze Wohnblock im Dunkeln steht

Und für alle die meinen ich sollte das Rack auch noch "retten" -
ich kann dieses etwa 1,70 hohe Teil ja unaufällig neben unsrem
Kühlgefriertower in der Küche plazieren. Für alles was dann danach
von meiner Frau kommt - bitte mal eure Anschrift oder Tel.Nr. nä ?

[goamarty]

Naja, bevor du die Teile, die du brauchst um den Laser zu betreiben alle nacheinander wieder kaufst und neben dem Kühl- gefriergerät aufbaust... Klar, irgeneinen Bastelkeller, Werkstatt, Gartenhaus, Garage,... wäre für solche Projekte schon nützlich. Aber die Hersteller haben das Rack ja nicht aus Spaß so groß gebaut. Mußt dir halt von deiner Frau ein paar Tage Zeit geben lassen, um das Ding auszuschlachten, wenn sie schon soviel zu reden hat Oder soll der Laser nur ein Briefbeschwerer / Museumsstück werden bzw. bleiben?

[Lacey]

Nö goamarty, ich nehms als Packetbeschwerer. Der ganze Cavity-Block ist aus rostfreiem Stahl und wiegt schon ein bischen

[pulslaser]

Hallo Lacey,

so wie ich das sehe ist es eine "Blitzlampe" die im Simmerbetrieb läuft.

Was dir zum Betrieb fehlt ist:

1. Eine ca. 4kW Stromversorgung mit Simmernetzteil und Zündung, gibt es zum Laden von Kondensatorbänken
2. Eine Kondensatorbank mit PFN (Puls-Forming-Network) incl. Leistungsansteuerung der Blitzlampe
3. Eine Wasserkühlung mit ca. 4-5 Bar Druckumlaufpumpe und Temperaturregelung, Wärmetauscher für externen Kühlwasserbetrieb
4. Einen Resonator mit auf die Leistung abgestimmten Spiegeln

Das was du hast ist nur die Pumpkammer. Mit dieser Pumpkammer lassen sich Pulse mit ca. 50J realisieren wenn alles aufeinander abgestimmt ist.
Eine hohe Pulsfolge mit hoher Pulsenergie würde ich dieser Pumpkammer nicht zumuten. Ich schätze die fertige Anlage auf etwa 90-100 Watt QCW.

Was möchtest du denn mit dem Teil anfangen?
Falls du einen Laserbeschrifter bauen willst empfehle ich dir eine Diodengepumpte Strahlquelle incl. Kühlung, dazu einen Q-Switch plus Treiber, einen Scanner, Scannersoftware und ein Hardware Interface. So hab ich das gemacht.

Gruß Didi

[pulslaser]

Mit einer Blitzlampe lässt sich durchaus Pumpenergie in dieser Größenordnung erzeugen um am Resonatorausgang einen Puls mit 50 Joule oder mehr und 20ms zu bekommen. Mein Trumpf TP124 kann 70 Joule / mittlere Leistung 125 Watt. Dabei liegt die maximale Pulsleistung bei 6kW. In der Cavity sitzt ein NdYag mit 6x120mm und eine ebenso lange Blitzlampe. Allerdings ist der Hohlspiegel Goldbeschichtet wegen der Reflexion bzw. Pumpwirkungsgrad.

Bogenlampengepumpt und Gütegeschaltet sieht das ntürlich ganz anders aus. Ist auch ein ganz anderes Anwendungsgebiet

[Lacey]

Was möchtest du denn mit dem Teil anfangen?
Falls du einen Laserbeschrifter bauen willst empfehle ich dir eine Diodengepumpte Strahlquelle incl. Kühlung, dazu einen Q-Switch plus Treiber, einen Scanner, Scannersoftware und ein Hardware Interface. So hab ich das gemacht.

Gruß Didi

Hi Didi,

mal ne eher spaßige Frage - hast du deinen YAG-Laser auch neben der Kühlgefriereinheit in der Küche aufgebaut ? Also ich werd mir das Teil mal aufheben bis genügend Geld, Fachwissen, eine Garage mit Umspannstation nebst Trafohäuschen, eigenes Wasserwerk nebst Pumpstation vorhanden ist. Vielleicht wirds dann ja was mit dem YAG-Ding. Außerdem kriegt meine Teuerste ja jetzt schon nen Gefahren-Koller wenn mal die kleine Melles Griot rosa leuchtet, rofl


Mit einfachen Worten - ich mache weiter an der kleinen HeNe-Röhre oder einem gscheiten Laser-Modul das ich mir gerne kaufen möchte.

Gruß - Lacey

[pulslaser]

Hi Didi,

mal ne eher spaßige Frage - hast du deinen YAG-Laser auch neben der Kühlgefriereinheit in der Küche aufgebaut ?

Mit einfachen Worten - ich mache weiter an der kleinen HeNe-Röhre oder einem gscheiten Laser-Modul das ich mir gerne kaufen möchte.

Gruß - Lacey

Nein ich hab für meine Laser und Materialbearbeitung einen extra Raum, braucht man auch. Damit werden ganz spezielle Aufträge erledigt die andere Firmen nicht machen wollen wegen der geringen Stückzahl

[netzpfuscher]

Hier ist die Projektseite von unserem Laserkopf (Mitlerweile ist das Projekt stillgelegt, da wir einen 1kW Haas CW bekommen haben )

http://das-labor.org/wiki/Lasercutter

[Lacey]

Hier ist die Projektseite von unserem Laserkopf (Mitlerweile ist das Projekt stillgelegt, da wir einen 1kW Haas CW bekommen haben )

http://das-labor.org/wiki/Lasercutter

Habe mir deinen Link mal durchgelesen - eine derartige Mimik hatte unser verschrottelter Haas-Beschriftungslaser auch. Wir haben zwar eine recht große Wohnung - aber sowas wäre bei uns zuhause absolut nicht möglich. Wie du schon sagtest - man braucht dazu einen eigenen Raum für ungestörtes, sicheres arbeiten, mit den nötigen Strom und Wasseranschlüssen. Aber ich muß sagen euer Projekt ist echt ein tolles Ding und das ihr es zum Laufen gebracht habt zeigt, das ihr echte Profis seid. Für mich ist das eine Nummer zu groß. Man muß dazu viel tiefer in die Materie, von klein auf anfangen mit bescheidenen Versuchen. Das soll mein Weg sein. Zumindest habe ich "nur" mit dieser Cavity schonmal ein nettes Anschauungsstück.
Leider konnte oder hat mir noch keiner von euch verraten, ab wann bzw. ab welcher Lichtleistung (Lux, Watt ?) der Blitzröhre ein solcher YAG-Stab denn überhaupt anfängt zu reagieren. Das hätte mich schon sehr interessiert.

Gruß, Lacey

[medusa]

Ich erinnere mich dran, was Mitte der 1980er Jahre der Freund meiner Schwester vom Laserpraktikum an der Uni Hannover erzählt hat. Die hatten da einen ähnlichen Nd:YAG Stab (D=10mm, 100mm lang). Preislich lag der damals bei rund 10000$. Gepumpt wurde das Teil mit einer Hg-Bogenlampe mit einer Eingangsleistung von 18kW. War auf einem optischen Tisch aus einem tonnenschweren Granitblock aufgebaut, mit einem etwa 1m langen Resonator.
So nackt brachte der ungefähr 10W CW bei 1064nm. Sie haben ihn dann aber noch verdoppelt (mit einem KDP in der Größe eines Zuckerwürfels) und hatten einen mechanischen Q-Switch in Form einer rotierenden Lochblende dran. Ich meine mich zu erinnern daß sie was von 3W mittlerer Leistung bei 532nm gesagt haben. Mit den grünen Blitzen pumpten sie dann noch einen Dye-Laser, was der eigentliche Praktikumsversuch war.
Ich durfte das Teil damals ansehen, hab aber blöderweise kein Photo davon gemacht.

~medusa,

[VDX]

... wie siehts eigentlich mit Pump-Dioden aus?

Welche Wellenlänge wäre da geeigneter - 808nm oder 975nm?

In 808nm hätte ich noch eine 25W-Diode da, mit den vielen 5, 9 und 25W-Dioden mit 975nm könnte ich einige 100W (bis einige kW) an Pumpleistung zusammenstoppeln

Wäre ja doch evtl. mal an der Zeit, irgendwo einen alten Festkörper-LaserKopf zum Experimentieren aufzustöbern

Viktor

[medusa]

808nm werden funktionieren, aber 25W werden für so ein Monster von Kristall kaum reichen. Du müßtest den Pumpstrahl schließlich noch so formen, daß er gleichmäßig im gesamten Volumen absorbiert wird. Das ist bei einem langen Kristall eher schwierig. DPSS- Nd:YAGs sind eher kurze dicke Tonnen, soweit ich weiß, aber da kennen sich andere Leute hier besser aus...

~medusa.

[VDX]

... ich habe inzwischen zwei alte NdYAG-Markierlaser mit 120W und 150W CW oder 40mJ @150ns Puls reinbekommen - bei einem ist evtl. die Pumplampensteuerung defekt, beim zweiten wäre was am Netzteil

Ich kann auch noch mehrere andere NdYAG-Köpfe mit 70Watt bekommen ... da wird's immer interessanter, mit der 25W@808nm-Diode auszuprobieren, einen von den Stäben anzuregen und zu schauen, ob was rauskommt

Jemand Ideen oder Interesse, dabei mitzumachen?

Viktor