DPSS für Dummies (Grundlagen und Selbstbau)

Post by **andi f** » Wed 10 Dec, 2003 10:57 pm

Hallo Laserfreaks,

mal wieder meldet sich in diesem Board ein "Neuer" an. Ganz neu bin ich nicht, aber zum ersten Mal mit einem Beitrag.
Mit Showlasern beschäftige ich mich bereits seit ca. 10 Jahren wobei meine Aktivität aus Zeitgründen in den letzten Jahren stark abgenommen hat. Nun hat es mich mal wieder gepackt und ich wollte mehr über DPSSL und den Eigenbau wissen. In die Materie einzusteigen ist nicht ganz einfach. Informationen findet man zwar überall im Internet, doch eben immer nur ein Bisschen. Aus diesem Grund habe ich versucht ein kleines Dokument mit nützlichen Informationen zu diesem Thema anzufertigen. Unter http://www.funcke.net/softw/DPSS_fuer_Dummies_v0.1.pdf ist die erste Version einzusehen. Bislang ist das Dokument weder vollständig noch ausreichend. Doch bevor ich grobe Fehler mache, wäre es mir sehr lieb, wenn ihr mal drüber schaut und evt. euer OK gebt. Sicherlich findet ihr Fehler und ungenaue Informationen. Vielleicht schaffe ich es mit eurer Hilfe das Ganze zu einem Erfolg zubringen und letztendlich allen Laserfreaks zur Verfügung zu stellen.
Noch ein Hinweis: Das Dokument soll keine ausführliche Beschreibung der physikalischen Eigenschaften von DPSSL, Kristallen, Spiegeln, ... werden, sondern eine kurze Zusammenfassung aller für den Selbstbau benötigten Informationen.

Für konstruktive Kritik bin ich immer offen und hoffe auf viel Feedback. Vielleicht habt ihr auch Ideen, wo ich weitere gute Informationen bekommen kann.

Viele Grüße,
Andi F.

Post by **andi f** » Thu 18 Dec, 2003 9:59 am

Hallo Laserfreaks,

die gewaltige Resonanz von Euch hat mich doch ziemlich umgehauen, mit soviel Feedback habe ich wirklich nicht gerechnet.

Aber jetzt mal ganz im Ernst. Das File wurde bereits über 90-mal gezogen ohne jegliche Rückmeldung. Ist das denn kompletter Müll, den ich da zusammengefasst habe, stimmt das etwa alles oder interessiert sich keiner mehr für das Thema - kann ich mir allerdings nicht vorstellen!

Viele Grüße,
Andi F.

Post by **jojo** » Thu 18 Dec, 2003 10:40 am

Ist das ein PDF nur für Acrobat 6 oder wieso kann ich es mit Acrobat 5 nicht öffnen?

Post by **andi f** » Thu 18 Dec, 2003 10:44 am

JoJo wrote:Ist das ein PDF nur für Acrobat 6 oder wieso kann ich es mit Acrobat 5 nicht öffnen?

Hallo JoJo,

das pdf wurde mit den Sicherheitseinstellungen von Acrobat 6 erstellt und kann daher auch nur mit Version 6 oder aufwärts geöffnet werden. Da der Reader Freeware ist, sollte dies aber kein Problem darstellen.

Viele Grüße,
Andi F.

Post by **jojo** » Thu 18 Dec, 2003 10:46 am

Höy, das ging aber schnell.
Danke!

Post by **jojo** » Thu 18 Dec, 2003 12:58 pm

Also ich habs mal gelesen.
Der Beitrag ist gut, allerdings sehr allgemein gehalten. Der Wurm steckt bei DPSS-Lasern im Detail. Alle Details zu berücksichtigen, würde aber ein ganzes Buch geben (wäre sicher nicht schlecht).
Zum Pumpsystem muss ich sagen, dass es nicht ausreicht, "genau auf die Oberfläche zu fokussieren".
Wichtig ist bei der Fokussierung neben dem möglichst kleinen Pumpspot auch dass der Pumpspot möglichst rund ist. Das ist das hauptproblem bei der Verwendung von starken Pumpdioden (Osram). Da hier der Emitter sehr lang ist (200µm) kann man den nicht zu einem runden Punkt fokussieren.
Wünschenswert ist auch, dass der Pumpstrahl eine möglichst geringe Divergenz aufweist. Der Kristall (YAG oder Vanadat) benötigt eine gewisse Strecke, um die Pumpenergie zu absorbieren. Abhängig von der Dotierung wird die Energie nicht an einem Punkt absorbiert, sondern über die Länge des Kristalls. Deshalb können hochdotierte (3%) Kristalle dünner sein (0,5mm) und niedrigdotierte (0,5 bzw. 1%) müssen dicker sein (1-2mm).
Ideal wäre es, mit einem parallelen Pumpstrahl mit 25µm Durchmesser zu pumpen. Da dies technisch nicht möglich ist (ausser vielleicht mit einem Titan-Saphir-Laser), ist jedes Pumpsystem ein Kompromiss.
Es reicht nicht aus, die Pumpdiode möglichst stark zu fokussieren.
Bei der Fokussierung über eine extrem kurzbrennweitige Linse erreicht man zwar einen sehr kleinen Pumpspot, der Einstrahlwinkel wird aber umso größer, d.h. gleich hinter dem Pumpspot weitet sich der Pumpstrahl wieder stark auf. Der Kristall kann nur direkt im Fokuspunkt absorbieren und die termische Belastung für das Material ist hier sehr groß. Dies resultiert in Unstabilität des Lasers. Auch die Justage ist schwierig.
Da sind also Versuche angebracht und es muss ein Kompromiss gefunden werden zwischen z.B. 200mW unstabilem grün bei sehr starker Pumpfokussierung und 80mW stabilem grün bei schwächerer Fokussierung.

Zum Kristall muss angemerkt werden, dass Nd:YVO4 nicht nur polarisiert emittiert, sondern auch polarisiert absorbiert.
Die Kristallage muss also zur Polarisationslage der Pumpdiode passen, sonst hat man ein Problem.
Dies kann man testen, indem man die Pumpdiode durch den Kristall fokussiert und hinter dem Kristall misst, wieviel Pumpleistung durchgeht, d.h. nicht absorbiert wird. Ohne Resonatorspiegel und KTP!
Dreht man den Vanadat um 90 Grad, sieht man deutlich einen Unterschied.
Die Lage, an der möglichst wenig Pumplicht durchgeht, ist die richtige Polarisationslage.

Post by **andi f** » Thu 18 Dec, 2003 5:21 pm

Hallo JoJo,

vielen Dank für die Rückmeldung. Das Dokument ist absichtlich sehr allgemein gehalten. Dies hat zum einen den Grund, dass ich selber nicht sehr tief in dieser Thematik drin stecke und dass es eine Lektüre für Einsteiger und Selbstbauer werden soll.
Die ausführlichen Informationen von Dir, werde ich in das Dokument aufnehmen. Dies wird wohl erst nach Weihnachten geschehen. Aber schließlich eilt es ja nicht. Die neue Version wird dann auch hier zur Verfügung gestellt.

Vielen Dank für Deine Hilfe,
Andi F.

Post by **andi f** » Mon 19 Jan, 2004 7:10 pm

Hallo Laserfreaks,

wie angekündigt habe ich das Dokument überarbeitet. Im Grunde wurden die Informationen von JoJo übernommen. Falls Euch also der Wortlaut bekannt vorkommen sollte, wisst Ihr woran das liegt.
Um im Vorfeld rechtliche Probleme mit dem Verlag „mitp“ zu vermeiden, trägt das Dokument nicht mehr den Namen „DPSS für Dummies“, sondern „DPSS für Anfänger“.
Bei Interesse kann man das File unter http://www.funcke.net/softw/DPSS_fuer_A ... r_V0.2.pdf laden.

An konstruktiver Kritik und Verbesserungsvorschlägen bin ich immer interessiert.

Viele Grüße,
Andi F.

Post by **roetty** » Tue 27 Jan, 2004 7:10 pm

Hallo Andi,

finde ich wirklich prima mit Deinem PDF! Ich schlage mich schon seit Wochen durch die Foren um Informationen zu bekommen. Mit Deiner PDF ist mir nun vieles klarer

Die neue Version hab ich mir auch gleich gezogen. ABER.... ich kann sie nicht drucken

Wäre toll, wenn Du sie nicht schützen würdest. Wenn das für Dich OK ist, würde ich mich freuen, wenn Du mir die PDF mailen könntest unter: mroettger@atrios.de

DANKE DIR!

Cu Rötty

Post by **andi f** » Tue 27 Jan, 2004 8:28 pm

Hallo Rötty,

schön wenn Dir die kurze Zusammenfassung weitergeholfen hat. "Nicht Drucken" war wohl etwas zu übertrieben. Ich habe die neue Version des Dokuments hochgeladen. Du kannst es also noch mal ziehen und nun auch ausdrucken.

Viele Grüße,
Andi F.

Post by **scoborgll** » Wed 28 Jan, 2004 12:25 pm

Hallo!

Kannst Du bitte die Version für AR 5.0 oder so auch bereitstellen? Würd sie mir gern mal zu gemüte führen....aber der Firmenrechner hat nur die version 5 drauf und lässt sich nicht von mir aktualisieren...

Mein privater steht leider grad auf ner VA...

Vg
Harald

Post by **andi f** » Wed 28 Jan, 2004 4:58 pm

Hallo scoborgLL,

tut mit leid, aber ich habe gerade keinen Rechner mit Adobe Acrobat zur Verfügung. Sicherlich kannst Du aber Deinen Firmenrechner durch Euren Administrator bzw. EDV-Beauftragten auf Acrobat Reader 6.0 aufrüsten lassen. Dies ist im Hinblick auf die zunehmende Verbreitung der 6.0 PDFs so oder so sinnvoll.

Viele Grüße,
Andi F.

Post by **amag** » Thu 19 Feb, 2004 11:17 am

Hi!

Ich als DPSS-Dummie finde das Dokument schon recht gut. Es darf aber gerne noch viel Detailreicher werden...
Z.b.:
- die elektrische Seite... Spannungsversorgung, Treiber, Schaltpläne, Messwerte usw.
- AR / HR Beschichtung, hab ich überlesen was das ist oder steht das nicht da?
- Aufbau: Wie bekomme ich die ganzen Komponenten hintereinander sicher befestigt?
- Wo kommen die 1964nm bei IR-Filter her? Soll wohl ne 0 sein, oder?
- Mehr Bilder

Auf jeden Fall eine gute Grundlage um weiter zu machen!

AmaG

Post by **tracky** » Thu 19 Feb, 2004 1:15 pm

Also AmaG, die FAQ stellt ja nur die groben Züge dar. Wenn Du es Detailreicher haben möchtest und der englischen Sprache firm bist, dann empfehle ich Dir Sam's Laser FAQ. Dort findest Du eigentliche alles rund um den LAser. Ja Schaltungen will jeder haben und die ,die sie besitzen geben sie auch nicht immer gerne raus. Ist ja auch irgend wie verständlich.Aber ein paar Sachen möchte ich Dir dennoch hier kurz erläutern.

die elektrische Seite... Spannungsversorgung, Treiber, Schaltpläne, Messwerte usw.

Treiber für LD kursieren fertig aufgebaute Module ohne Ende auf dem MArkt, einen Schaltplan findest Du bei Guido http://www.mylaserpage.de unter Schaltungen. Ein so genannter TTL Treiber

Aufbau: Wie bekomme ich die ganzen Komponenten hintereinander sicher befestigt?

Also wenn Du jetzt von den eigentlichen DPSS Komponenten sprichst, gibt es auf meiner Seite unter FAQ eine schematische Darstellung ,

http://www.tms-laser.net es sei denn Du meinst die Befestigung der diversen optischen Komponenten. Also da wäre erst einmal ne Aluminium Grundplatte, die Standartmäßig im Lochraster 20 x 20mm, oder 25 x 25mm aufgebaut ist und mit M5 Gewinden versehen wird. Dafür gibt es dann auch spezielle 6Kantschrauben mit Rendelabgriff. Diese sind optimal einsetzbar. Dein momentaner Laser ist z.B. wunderbar mit 20mm Platikrohrschellen aus dem Baumarkt an Winkeln zu befestigen. Wichtig wäre noch Dir zu sagen, dass Laserdioden in der Regel immer die Anode ( + Spannung) auf dem Gehäuse haben. D.h. der Laser sollte immer isoliert auf der Basisplatte befestigt werden, um einer eventuellen elektrischen Zerstörung vorzubeugen.

Wo kommen die 1964nm bei IR-Filter her? Soll wohl ne 0 sein, oder?

Also fangen wir mal vorn an:

Die "Pumpdiode" arbeitet mit einer Wellenlänge von 808nm. Damit wird ein YAG Kristall angeregt seine "Strahlung" abzugeben. Dabei sind die 1064nm eine der 3 Wellenlängen, die der Kristall auf den "Auskoppelkristall" abgibt.In diesem Fall wäre es mal ein KTP, der dann die Wellenlänge in sichtbares Grün 532nm "halbiert" Mit den verbleibenden 2 Wellenlängen könnte man dann einen roten/blauen DPSS aufbauen, wenn man die dazu benötigten Kristalle (z.B. LBO mit den richtigen Beschichtungen )hat. Die 1064nm gelten in diesem Fall als Infra rotes Licht, was stark gebündelt aus dem Laser austritt. Dieses wird mit dem IR Filter nahezu völlig eingedämmt. Die Beschichtungen der Kristalle sind dafür da, dass es überhaupt zu einer Reaktion innerhalb der YAG kommt. Also ich will jetzt nicht ins physikalische abrutschen, denn die genaue Darstellung findest Du unter FAQ hier im Forum.

Ich hoffe ich konnte einigermaßen mich verständlich ausdrücken.

Post by **random** » Thu 19 Feb, 2004 2:50 pm

etwas OT ...

ist das Dokument in TeX erstellt oder irre ich mich da ?

Greetz,
tho

Post by **tracky** » Thu 19 Feb, 2004 3:20 pm

Thorsten wieso Off topic? Hier ist doch das Festkörperlaserforum und darum handelt es sich doch in der Hauptsache!!

Post by **lightfreak** » Thu 19 Feb, 2004 6:17 pm

Thorsten wieso Off topic? Hier ist doch das Festkörperlaserforum und darum handelt es sich doch in der Hauptsache!!

Das OT bezog sich wohl auf Thorstens eigenes Post mit der Frage nach TeX.

Gruß

Simon

Post by **andi f** » Thu 19 Feb, 2004 8:35 pm

thorstendb wrote:etwas OT ...

ist das Dokument in TeX erstellt oder irre ich mich da ?

Greetz,
tho

Hallo thorstendb,

das Dokument wurde nicht mit LaTeX erstellt, sonder mit MS Word. LaTeX habe ich noch nie verwendet und sehe für mich auch derzeit keinen Grund dazu. Aber wer weiß ob das später auch so ist.

Viele Grüße,
Andi F

Post by **andi f** » Thu 19 Feb, 2004 8:39 pm

AmaG wrote:Hi!

Ich als DPSS-Dummie finde das Dokument schon recht gut. Es darf aber gerne noch viel Detailreicher werden...
Z.b.:
- die elektrische Seite... Spannungsversorgung, Treiber, Schaltpläne, Messwerte usw.
- AR / HR Beschichtung, hab ich überlesen was das ist oder steht das nicht da?
- Aufbau: Wie bekomme ich die ganzen Komponenten hintereinander sicher befestigt?
- Wo kommen die 1964nm bei IR-Filter her? Soll wohl ne 0 sein, oder?
- Mehr Bilder

Auf jeden Fall eine gute Grundlage um weiter zu machen!

AmaG

Hallo AmaG,

sicherlich fehlt in dem Dokument noch Einiges. Aus Zeitgründen komme ich aber nicht dazu, den Inhalt weiter auszubauen. Derzeit stehen andere Dinge oben auf meiner ToDo-Liste. Zudem kann ich zum Thema Selbstbau noch gar nichts beitragen, da ich es selber noch nicht ausprobiert habe. Die Zusammenfassung sollte für mich die Grundlage für den Selbstbau sein, doch aus Zeitgründen …

Viele Grüße,
Andi F

Post by **hk14** » Fri 20 Feb, 2004 4:56 pm

Hallo Andy F, ich für meinen Teil finde Deine Dokumentation wirklich sehr gut gelungen. Sicherlich findet jemand der sich besser als ich in dieser Materie auskennt, einige kleine "Kritikpunkte" aber für einen doch noch recht grossen Grünschnabel wie mich, waren die 10 Seiten eine Hölle an Informationen und eine Motivation mehr darüber zu lernen. Ich danke Dir somit das Du mir einen grossen Teil "Recherchearbeit" für mein persönliches Basiswissen über DPSS Laser abgenommen hast.
Fazit: Würde ich sofort wieder lesen und zum lesen weiterempfehlen.
Gruss, hk14

Post by **amag** » Fri 20 Feb, 2004 9:44 pm

Hi!

Die Punkte die ich aufgeschrieben habe war nur das was mich persönlich noch etwas mehr interessiert hätte, keine Aufforderung!
Wenn du mal wieder Zeit hast und eine neue Version rausbringst sag bescheid, ich werde sie sicher mit Interesse lesen.

AmaG

Post by **andi f** » Tue 24 Feb, 2004 8:08 am

AmaG wrote:Hi!

Die Punkte die ich aufgeschrieben habe war nur das was mich persönlich noch etwas mehr interessiert hätte, keine Aufforderung!
Wenn du mal wieder Zeit hast und eine neue Version rausbringst sag bescheid, ich werde sie sicher mit Interesse lesen.

AmaG

Hi AmaG,

sobald es eine neue Version gibt, werde ich diese hier veröffentlichen. Zum Selbstbau komme ich wahrscheinlich frühestens Ende des Jahres.

Viele Grüße,
Andi F

www.LaserFreak.net