Diffraction d'un laser haute puissance

[comode33]

Bonjour a la communauté !

J'ai mis la main sur une "diode" laser de 300w partiellement défectueuse. Il s'agit d'un module provenant d'un décapeur laser, contenant une vingtaine de diodes dont les faisceaux sont combinés à la sortie dans une fibre optique. 2 diodes sont HS mais le reste fonctionne.
Il s'agit probablement d'un laser de 800-900nm normalement capable de sortir 300w. J'ai en sortie quelques millimètres de fibres optiques d'où sort un assez puissant rayon laser capable de percer du métal... Mais sur un point bien trop large pour le monter sur mon routeur CNC et découper proprement de la tôle fine.
Je souhaiterais donc focuser ce rayon.
Seulement voilà, le rayon sortant étant un point d'un demi millimètre de diamètre, je pense que je vais brûler ma lentille, que ça soit en convergence comme en divergence.
L'idée pour moi serait de diffracter le rayon pour "le rendre plus froid", le faire passer par un système de lentille et le faire converger un peu plus loin... Mais comment ne pas cramer ma 1er lentille de diffraction ? Un mirroir ?

Quelle serait la bonne stratégie ?

En vous remerciant

[blackbird]

Salut,

Des bonnes lentilles (en verre, pas en plastique !chez Thorlabs ou autres) avec un traitement antireflet à 980 nm (qui doit être la longueur d'onde de tes diodes) supporteront cette puissance laser !
Par contre, attention à la sortie de fibre: c'est elle qui va cramer si une poussière passe par là !

A+

BlackBird

[blackbird]

Salut,

Petite rectification: les diodes de pompe sont à 976 nm mais le laser lui même (qui est aussi une fibre ...) va émettre autour de 1064 nm ... où tu va trouver un choix de lentilles et de miroirs gigantesque !
Mais cela ne résoud pas le problème du faisceau en sortie de fibre, surtout si elle a été coupée !

A+

BlkBrd

[VDX]

... j'ai aussi de tels modules à diodes de pompage 975nm, fabriqués à partir de lasers à fibre optique Milti-kW, avec des puissances de 135W à 360W.

Tu peux dévisser le boîtier et enlever la focalisation interne (si nécessaire, percer le boîtier à l'avant, là où sort la fibre, d'environ 10-12mm - j'en ai aussi avec un découplage externe, je n'ai pas besoin de les percer) -- il en sort alors à l'avant un faisceau à peu près « parallèle » d'environ 5x5mm de diamètre/taille ... tu peux tout à fait le laisser fonctionner ainsi jusqu'à 1m, mais je mets typiquement devant une lentille de focalisation avec une distance focale de 50mm et un revêtement AR pour le NIR (700nm à 1500nm).

Viktor

[comode33]

Merci pour ces réponses. Je vois sur internet les lentilles endommagées des têtes de découpe laser, avec un "trou" dedans. Je me dis donc que si je bricole mon focus maison sans refroidissement a eau, ça va vite me coûter cher en lentilles...

Enlever la focalisation interne semble en effet une bonne idée ! Ça va obliger à déporter le laser et son refroidissement sur le chariot du routeur... mais ça sera sûrement moins pire que d'adapter un truc non refroidi sur une sortie de fibre cassée.

Je vais commander les lentilles et tenter ça.

Encore merci a vous.

[comode33]

ah, et en retrouvant ce qui semble être la fiche du laser sur internet, ça serait du 915nm...

[VDX]

... prends une photo ... les miens sont 9975nm:

[comode33]

je suis en déplacement, je fais ça à mon retour !

[VDX]

les miens sont 9975nm:

... uuupps -- je voulais dire 975nm

Viktor

[blackbird]

Salut,

Ce qu'il faut éviter à tout prix c'est la poussière! Sinon ça absorbe, ça chauffe et ça fait un trou ! Flux d'air ...

A+

BlckBrd

[comode33]

Voici la photo de la bête avec sa fibre.
Celui la, je ne l'ai pas encore testé moi meme parce que je n'ai pas reçu les lunettes de protection adaptées à cette longueur d'onde.

[VDX]

... tu devrais faire attention à la fibre !

Sur ta photo, juste après la gaine de protection blanche de la sortie, on voit que le rayon de courbure de la fibre est beaucoup trop petit ... presque un coude ...

A pleine puissance, il est presque certain que ça va griller !

Viktor

[blackbird]

Salut,

Ah, j'ai vu ce genre de diode laser sur ebay pour pas cher, je me demandais si c'était bien ...
Tu connais le diamètre de la fibre ? 200 µm ?
A ta place, je ferais monter un connecteur (genre SMA) sur la fibre ... ça serait plus stable.

A+

BlckBrd

[VDX]

... comme la fibre (de 0,2 mm) de mes diodes était de toute façon déjà coupée, j'ai simplement démonté le raccord de la fibre et la lentille de focalisation interne et je focalise le faisceau sortant en parallèle à l'extérieur.

Le module de diodes est relativement lourd - encore plus lourd avec une boîte de refroidissement à eau - donc plutôt pour une installation CNC stable pour déplacer le module de diodes -- ou, fixer la diode et déplacer la pièce à laser ...

Viktor

[comode33]

La suite va attendre un peu :p
Pas de bonnes lunettes, pas de test. J'ai des soucis d'alim également, et je n'ai plus de quoi l'alimenter plein pot pour le moment (ça mange quand même du 20A a 30V).

Dès que je suis re-equipé, je test, je vois si la fibre brûle, et je vous fait un retour sur ce que ça donne !

[comode33]

Après avoir reçu de vrais lunettes de protection et une nouvelle alim, quelques news.
J'ai mesuré le diamètre de la fibre à 100um. j'avais aussi commandé un cliver de fibre, apparament inadapté pour cette taille.
Du coup, dès que je commence a mettre un peu de jus, l'extrémité de la fibre s'enflamme et a la flame remonte le long de la fibre. Le phénomène s'observe dès 24V et 1A, soit 24W consommé (ce qui doit correspondre à une dizaine de W de puissance optique).
Il me paraît donc clair que je vais devoir faire complètement sauter la fibre, enlever l'embout et fabriquer mon propre système de focus.
Adapter un SMA, ça me paraît tout à fait hors de mes compétences.
Bref, tout va être plus compliqué que je ne le pensais.
Je reste preneur d'info / tips / idée pour exploiter ce genre de laser.

[VDX]

... la fibre devrait supporter sans problème 10W ou même 30W de puissance maximale à partir de 0.1mm (typiquement 105µm) - il faut juste qu'il n'y ait pas de saleté ou de peluche sur l'extrémité.

Avant d'avoir un vrai cleaver, j'ai entaillé la fibre avec une lame très tranchante, je l'ai cassée et j'ai testé avec peu de puissance si le faisceau de sortie produisait une tache « ronde » ou des « éclats » sur le bord - puis je n'ai pas cassé.

Sans autre traitement ultérieur, j'ai pu ainsi focaliser à nouveau 25 watts à travers une lentille sur environ 0,1 mm.

J'ai extrait une telle « lame tranchante » (plus tranchante que les lames de rasoir normales) des têtes de rasoir Gilette par exemple - elles ont alors 3 ou 5 lames super fines à l'intérieur ... collées sur un cure-dent en guise de « poignée », pour pouvoir mieux les manipuler ...

Viktor

[blackbird]

Salut,

Il te reste un peu de longueur de fibre ou bien c'est déjà tout cramé ?
C'est pour ça que je te disais de faire poser un connecteur par une société spécialisée pour qu'ils vérifient qu'il ne reste pas de colle et que le polissage est nickel.
Vu les watts, il faudrait un SMA de puissance.
Comme le dit VDX, le fait de retirer la fibre rend le sytème plus difficile à manipuler car le refroidissement est important et que tu es en faisceau libre donc avec des miroirs ...
Les lasers à fibre sont équipés d'un isolateur optique en sortie qui évite les retours, les réflexions dans le laser de la pièce, quand tu soude par exemple ... les diodes seules n'en ont pas !
N'hésite pas à mettre des photos, on aime bien !

A+

BlckBrd

[comode33]

Il me reste encore un peu de longueur de fibre, mais je vis sur une petite île des Antilles où je peux toujours courir pour trouver quelqu'un qui puisse poser un connecteur à mon laser.

J'essayerai de faire des images des que j'aurais 10 minutes a moi.

[blackbird]

Ah, je comprends !
Même ici en métropole, les sociétés qui font ça ferment boutique, il ne m'en reste qu'une à prix abordables ...
Le montage en faisceau libre sera donc le plus simple pour toi.
Bon courage!

A+

Fab