Pumpleistung <-> Peakleistung <-> Q-Switch Pulsr

Physikalische Grundlagen, Information und Fragen zu Lasern.

Moderator: ekkard

Antworten
pulslaser
Beiträge: 403
Registriert: Sa 06 Jan, 2007 11:56 am

Pumpleistung <-> Peakleistung <-> Q-Switch Pulsr

Beitrag von pulslaser » Fr 31 Aug, 2007 4:59 pm

Hallo, meine Frage richtet sich an alle die tiefer in der Laserphysik stecken als ich. Wie ist der Zusammenhang bei einem CW-Lampengepumpten Gütegeschalteten Nd:Yag Resonator zwischen o.g. Parametern.

Meine Überlegungen sehen folgendermassen aus: Mit einer Blitzlampengepumpten Cavity mit 5J Ausgangsenergie (50Watt mittl. Leistung bei 20Hz) kann man z.B. Schweissen. Dabei muss ich etwa (bei 3% Pumpwirkungsgrad) 1,5kW hineinstecken.

Die Pumpkammer die ich unter anderem zum Schweissen einsetzen möchte bringt max. 160Watt CW ohne Q-Switch. Es ist eine Doppellampen Pumpkammer mit je 2kW Lampenleistung. Mit dieser Leistung ist es sicherlich möglich Feinblech zu schneiden oder schweissen aber mehr nicht. Um massiv Metall/Stahl zu schweissen braucht man schon Impulse im kW Bereich. Nun konnte ich im Betrieb mit Q-Switch Pulsdauern von 150ns messen. Bei einer mittl. Leistung von 20Watt und einer Q-Switch Frequenz von 1kHz kommt man rechnerisch auf eine Peakleistung von 133,33kW. Bei 10kHz 13,33kW usw. Ist es überhaupt möglich mit solch einem System etwas in dieser Richtung zu machen oder reicht einfach die Pulsenergie dafür nicht aus?

Würde mich sehr freuen wenn meine Unwissenheit beseitigt werden könnte...

Gruß Dieter

pulslaser
Beiträge: 403
Registriert: Sa 06 Jan, 2007 11:56 am

Beitrag von pulslaser » Mo 03 Sep, 2007 4:10 pm

Dr.Ulli hat geschrieben:Hallo,
also, soweit ich das überblicken kann, gibts so einen einfachen Zusammenhang Pumpleistung =k*Ausgangsleistung nicht.
Das hängt vorwiegend davon ab, welches Volumen für die Laserverstärkung zur Verfügung steht. Und die Atome, die in diesem Volumen stecken, begrenzen auch die Höchstleistung. Ich kann ja nur maximal alle verfügbaren Atome in das höheren Niveau pumpen. Dann ist Schluss - Sättigung. Mit dem Q-Switch nutzt man das ja auch aus - alle ins Laserniveau pumpen - Q-Switch auf - und alle "abrufen".
Dabei kommts dann noch auf den zeitlichen Versatz zwischen Pumplicht und Q-Switch an. Dadurch wird ja üblicherweise die Ausgangsleistung eingestellt.
Bei einem CW-Laser gibts natürlich ein dynamisches Gleichgewicht - ich kann ja nur soviel an Licht rausholen, wie ich auch wieder ins höhere Niveau gepumpte Atome nachliefern kann.

Um dir jetzt genau sagen zu können, ob du mit deiner Doppellampe genug Leistung zusammenbringst zum Stahlplattenschneiden - dafür fehlen mir a) genügend Daten und b) die Zeit, das nachzurechnen und c) die Lust....

Gruß!
Hallo, danke aber das war mir alles schon bekannt ausser der Inhalt des letzten Absatzes wobei du die Punkte a und b auch weglassen hättest können. Trotzdem was dazugelernt. Ich habs inzwischen selbst ausgerechnet und mit der Einstellung der berechneten Parametern ist nun auch schweissen möglich.

Ach noch was, ich dachte immer es werden nur Elektronen eines Atom's ins höhere Niveau gepumpt und nicht komplette Atome mitsamt ihren Elektronen.

pulslaser
Beiträge: 403
Registriert: Sa 06 Jan, 2007 11:56 am

Beitrag von pulslaser » Di 04 Sep, 2007 10:32 am

Ich hätte von einem der sich Dr. nennt eine schon etwas genauere Erklärung erwartet und ich denke, da ich nicht der einzige bin der hier mitliest, die anderen Leser auch.

Die ganze Wahrheit ist, dass es bei einem Nd:Yag vom Dotierungsfaktor mit Neodym Ionen (somit die Anzahl der Atome) abhängt wieviel bei gegebenem Volumen gepumpt werden kann wobei man den Dotierungsfaktor nicht beliebig hoch machen kann weil sonst bei einem (dicken Kristall) der seitlich gepumpt wird das Pumplicht schon sehr früh komplett absorbiert ist und somit der Kristall nicht homogen ausgeleuchtet werden kann. Er wird einfach undurchlässiger.

Wie man sieht kann ich da nicht so mitreden, da ich nur einen Hauptschulabschluss habe und in Physik damals die Lasertechnik nicht so ausführlich behandelt wurde.

Trotz nicht vorhandenem Dr. Titel läuft mein System recht zufriedenstellend.

pulslaser
Beiträge: 403
Registriert: Sa 06 Jan, 2007 11:56 am

Beitrag von pulslaser » Di 04 Sep, 2007 2:08 pm

Sorry, meine Zeit ist mir zu wertvoll um alles mehrmals zu erklären. Du hast noch immer nicht mitbekommen um welches System es sich handelt und die Funktionsweise eines Laserresonators ist mir wohl bekannt.

Gruß

Benutzeravatar
Dr. Burne
Beiträge: 2385
Registriert: Di 07 Aug, 2001 12:00 pm
Do you already have Laser-Equipment?: Pangolin Pro und Intro inkl. Beyond
Jede Menge alte Lasertechnik die groß und schwer ist
Baue grad pure Diode Main Projektor aus und 2 LW DS900
Molectron Powermeter mit PM1 und 10 Sonde
Wohnort: Halle(Saale)
Kontaktdaten:

Beitrag von Dr. Burne » Di 04 Sep, 2007 4:59 pm

Hi,


imho wird ein Elektron bei unseren Kristalltemperaturen sich wohl kaum vom Atomkern lösen, also muss man halt davon ausgehen, dass das Energieniveau des gesamten Atoms damit erhöht wird, wobei aber physikalisch gesehen das Energiepotential ausschließlich im Elektron steckt.

Ich denke das ist nur Ansichtssache und man sollte da nicht einen auf pampig machen ;-)

Bei Argon Ionen mag es wohl stimmen nur von Elektronen zu reden, da hier sich die Elektronen über die Ionisierungsgrenze hinweg gepumpt werden.


Z.B. bei CO2 Lasern wird ja auch Energie ins Molekül gepumpt, jedoch ohne Elektronen in höhere Niveaus zu bringen, sondern hier wereden Molekülschwingungen als Energieniveau benutzt, daher spricht man auch von Moleküllaser und angeregten Molekülen.
Da hier deutlich geringere Niveaus als bei Elektronen möglich sind, ist die Wellenlänge so groß.


Gruß Stefan
Bild So sind Chinakisten halt!

Wellenlängensammlung 405 445 457,9 465,8 472,7 476,5 488 496,5 501,7 514,5 520 528,7 532 543,4 632,8 640 658 780

pulslaser
Beiträge: 403
Registriert: Sa 06 Jan, 2007 11:56 am

Beitrag von pulslaser » Mi 05 Sep, 2007 11:58 am

Guten Morgen Stefan, mich hat lediglich die hochnäsige Antwort (a, b, c) von deinem Kollegen Dr. Ulli auf meine Frage genervt. Lies das mal durch dann weisst du was ich meine. Solche Antworten helfen hier niemandem weiter, dann lieber nicht drauf Antworten oder wenn schon, einfach mal zugeben dass man es nicht weiss. Ich denke, als Beispiel, es erübrigt sich einem Elektroniker das Ohmsche Gesetz erläutern zu müssen. Nun ich habe zuletzt lediglich genau so reagiert und schon wird es einem negativ als "pampig" angekreidet. Ich hab was gegen Leute von denen man von vornherein von oben herab angeschaut wird nur weil sie sich einen Dr. vorne drangestellt haben und wenn man genauer hinschaut steckt nicht viel dahinter. Und es liegt mir fern jemanden in die Tasche stecken zu wollen denn ich begegne Leute die ich nicht kenne erst mal mit dem nötigen Respekt. Man sollte niemals sein Gegenüber unterschätzen....

Ich finde übrigens, Physikalische Vorgänge sollten keine reine Ansichtssache sein denn gerade in der Lasertechnik ist eine möglichst genaue Kenntnis dieser Vorgänge unbedingt erforderlich. Es hat auch niemand behauptet, Elektronen würden sich vom Atomkern lösen, sie springen lediglich beim Pumpvorgang in eine "höhere Umlaufbahn", der Rest ist ja bekannt.

Gruß Dieter

pulslaser
Beiträge: 403
Registriert: Sa 06 Jan, 2007 11:56 am

Beitrag von pulslaser » Mi 05 Sep, 2007 2:09 pm

Meine Frage war:
Ist es überhaupt möglich mit solch einem System etwas in dieser Richtung zu machen oder reicht einfach die Pulsenergie dafür nicht aus?
Das war keine Frage nach irgendeiner technischen Ausführung!!
Übrigens hast du eigentlich noch nicht einmal nach Physikalischen Zusammenhängen, sondern eher nach technischen Ausführungen gefragt - und da hab ich halt keine Lust irgendwelche - für mich nicht notwendige - Rechnungen durchzuführen! :roll:
Um das zu beantworten bedarf es sicherlich nicht komplizierte zeitaufwändige Berechnungen zu machen. Ein paar Erfahrungswerte hätten vollkommen ausgereicht. Wenn man's nicht weiß ist doch auch ok, hattest du, Dr. Ulli, ja schon in einem ähnlichen Thema, in dem es um Designparameter bei Festkörperlaser ging, zugestanden, weshalb dann versuchen wollen was ganz anderes zu erklären was gar nicht meine Frage war und dann auch noch so zu tun als ob meine Frage viel zu unwichtig ist um sich in zeitraubende Berechnungen zu stürzen? Das war die Botschaft die an mich adressiert war. Auf so was reagiere ich allergisch, egal ob Dr. Prof. oder sonst wer dahinter steckt.

Meine ursprüngliche Frage ist inzwischen beantwortet, für mich ist dieses Thema hiermit beendet. Und keine Bange, ich verspreche keine so schwierigen Fragen mehr hier zu stellen....

Gruß

Antworten

Zurück zu „Laserphysik“

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 6 Gäste