Laser zur Haarentfernung 2 Watt 808nm

[haraldm]

Hallo alle Zusammen!

mein Name ist Harald Mueller und möchte mich mit diesem Projekt vorstellen. Ich habe versucht mich weitesgehend in die Thematik einzulesen...Die Suchfunktion wurde benutzt, nur leider stehen immernoch einige Fragen offen.

Ich bin durch folgendes Produkt auf die Idee gekommen, einen Laser zur Haarentfernung zu basteln: http://www.epilalaser.com/
Das verlinkte Produkt arbeitet mit einer Laserdiode von 808nm und 500mW. Es hat sich herausgestellt, dass der Laser jedoch eine enorm kleine Fläche der Haut bestrahlt und somit es ewig dauert um etwas mehr Haare zuentfernen. Aber: Das Gerät funktioniert! Durch das Infrarot Spektrum des Lichts werden ja bekanntermaßen zuerst schwarze Flächen angegriffen. In meinem Fall das schwarze Haar. Die helle Haut bleibt bei richtiger Anwendung verschont.

Eigentlich will ich jetzt nur übergehen und eine verstärkte Version des Lasers bauen um eine größere Oberfläche auf der Haut zu erzeugen.

Vorne Weg: Ich bin mir den Gefahren bewusst! Ich habe mich ausführlich durch den Sicherheitsbereich des Forums gewühlt und berreits eine Schutzbrille mit 100% Absorbtion im 808nm Bereich bei Spectronika bestellt. (Justiert hätte ich mit ner CCD Kamera!?- Klappt dies einigermaßen)?

Im Endeffekt ist das Projekt nichts anderes als die Pumpeinheit eurer DPSSs.

Folgende groben Daten sind geplant:

- 2Watt bei 808nm
- Peltierelement inkl. Steuerung an PC aktiv Lüfter.
- zweites Peltierelement zur Kühlung der Haut (nicht geregelt)
- Pc Netzteil zur Stromversorgung
- Hautbestrahlungsfläche annähernd Kreis mit 5mm Durchmesser

Probleme bei der Laserdiode:
bei 2 Watt und Peltierelement - reicht hierfür ein Pentium 2 aktiv Lüfter noch aus? Wie siehts mit nem Athlon XP aktiv aus?
Bzgl. der Bauform ist ws. eine TO3 oder sowas zu empfehlen oder? Habe hier etwas von ner integrierten Kollimationslinse gelesen...Gibts sowas? Sodass gleich ein gebündelter Strahl rauskommt...
Wenn ja, wäre dies super, da ich mich mit den Linsen nicht besonders auskenne. Ansonsten hätte ich ws. ne Linse aus nem alten CD-Rom verwendet.
Wäre evtl. auch ein Kegelaustritt leicht zu realisieren? Sagen wir mal einen Brennpunkt in 5cm Abstand von der Diode. Bei der austritts Fläche von sagen wir mal 4x4mm an der Diode wäre es hier jedoch toll wenn man den Strahl erst auf 7-8 mm aufweiten könnte und dann in 5 cm auf den Brennpunkt gehen könnte. Aufwändig/Schwierig? Vorteil an dieser Konstruktion wäre: Durch verschieden lange Abstandbolzen zwischen Linse/Diode und Haut könnte man unterschiedlich große Flächen auf der Haut erzeugen.
Auch wichtig ist mir eine Stufenlose Leistungsregelung des Lasers. Die geht wohl nur durch analoge Modulation oder?
Weiteres Problem besteht mit dem Peltierelement. Angenommen ich habe eine Laserdiode in TO3 gehäuse. Bei diesem kommen die Anschlussbeine ja hinter raus wo eigentlich das Peltierelement hin kommt. Wie macht ihr das? Durchbohrt man das Peltierelement einfach? Sorry, hatte sowas noch nie in den Händen.

Wie sieht es eigentlich mit Tec Controllern aus. Den einzigen was ich bis jetzt gefunden habe ist der von: www.oelsa.de
Taugt der was?

Wegen Diode Linsen und Treiber hätte ich mal bei eiergeier beim Andi angefragt. Ich hoffe der kann mir da weiterhelfen. Hat der vielleicht auch TEC Treiber?

Glaubt ihr das das ganze im Preisbereich von unter 350€ zu machen ist? Wenn nicht könnte man evtl. auch noch eine 1 Watt Diode verbauen...

Hoffe ihr könnt mir paar Tips oder Anregungen geben,

Vielen Dank,

Harald

[afrob]

Durch das Infrarot Spektrum des Lichts werden ja bekanntermaßen zuerst schwarze Flächen angegriffen.

Angenommen du könntest nur den blauen Teil des sichtbaren Spektrums sehen, könntest du sagen welche Gegenstände rot sind? Probier's mal mit einem Farbfilter aus.

Die helle Haut bleibt bei richtiger Anwendung verschont.

Paracelsus: Die Dosis macht das Gift. Auf der Seite des Herstellers wird auch erwähnt, das dieses Verfahren bei dunklerer Haut auch mal Brandflecken hinterlässt.
Bitte beachte das solche Geräte in Deutschland unter das Medizinproduktegesetz fallen, wenn sie verkauft werden.

Eigentlich will ich jetzt nur übergehen und eine verstärkte Version des Lasers bauen um eine größere Oberfläche auf der Haut zu erzeugen.

Die Oberfläche steigt mit dem Quadrat des Durchmessers. Um die gleiche Leistungsdichte zu erreichen brauchst du bei doppeltem Durchmesser also die vierfache Leistung.

Im Endeffekt ist das Projekt nichts anderes als die Pumpeinheit eurer DPSSs.

Bei DPSS Lasern wird die Laserdiode auf einer bestimmten Temperatur gehalten, da die Laserkristalle (Nd:YAG, Nd:YVO) die Pumpstrahlung nur bei einer ganz bestimmten Wellenlänge absorbieren und die Wellenlänge der Laserdiode temperaturabhängig ist.
Deinen Haaren dürfte jedoch egal sein, ob sie bei 805 oder 812 nm herausgebrannt werden. Ein normaler Kühlkörper, der die Verlustleistung so abtransportiert,dass die Laserdiode ihre maximal Betriebstemperatur nicht überschreitet, würde IMHO ausreichen.

- zweites Peltierelement zur Kühlung der Haut (nicht geregelt)

Ich kann mir gerade nicht vorstellen, wir man die Haut, die gerade betrahlt wird, mit einem Peltierelement kühlen will.

Wenn ja, wäre dies super, da ich mich mit den Linsen nicht besonders auskenne. Ansonsten hätte ich ws. ne Linse aus nem alten CD-Rom verwendet.

Die benötigte Optik kann man mit simpler geometrischer Optik berechnen. Ob die CD-ROM Optik für die Leistung geeignet ist?

Auch wichtig ist mir eine Stufenlose Leistungsregelung des Lasers.

Beachte, dass die Leistung zum Strom stark nichtlinear ist.

Grüsse,
afrob

[juk]

Ich will mal zu teilaspekten deiner fragen antworten, die anderen kommen sicher dazu und haben antworten zu anderen teilen...

Nimm eine diode im TO220 gehäuse, z.b. die osram SPL 2Y81-2S.

Die diode hat <8W verlustleistung und die bekommst du locker mit einem kleinen P2 kühler weg.

Aktive kühlung halte ich für unnötig, da du bei dieser anwendung ja nicht genau die wellenlänge von 808nm einhalten mußt. DPSS werden deshalb aktiv mit peltier-elementen gekühlt weil so genau die temperatur gehalten wird bei der die diode 808nm hat. Die wellenlänge ist abhängig von der temperatur und nur mit 808nm funktioniert so ein DPSS optimal.

Bei dir kommt es auf ein paar nm mehr oder wenigen nicht an, das ist also meiner meinung nach völlig übertrieben die diode aktiv kühlen zu wollen.

Für die hautkühlung reicht es sicher aus einfach mit einer einfachen stromregelung ohne gleich einen geschlossenen regelkreis zu bauen das peltier anzusteuern. Nimm also einfach ein einfaches labornetzteil z.b. von conrad mit stromregelung dafür. Aber schau wieviel ampere das haben muß, so ein peltier braucht schnell einige ampere, abhängig von der leistung... aber auch hier denke ich ein ganz kleines in der größenordnung von 10W sollte reichen.

Nein, ein loch darfst du keinesfalls in das peltier bohren. dort sind viele kleine silizium-würfel in reihenschaltung drin und du würdest das ding beschädigen und unbrauchbar machen.

Es gibt allerdings auch elemente in denen ein befestigungsloch gleich eingebaut ist. Meist aber nur passend für eine M3 schraube.

So, für die optischen fragen findet sich sicher ein anderer...

[haraldm]

Hallo!

Vielen Dank für die schnellen Antworten...

@afrob

Das mit dem Infrarotspektrum war vielleicht etwas komisch ausgedrückt. Meinte dabei nur, dass meine helle Haut eher von den 808nm verschont bleiben als die schwarzen Haare.

Der EpiaLaser erzeugt eine Fläche von 1mm².
Mit ner 2 Watt würde ich auf 4mm² bei gleicher Leistung kommen. Wenn ich nun jedoch noch eine zusätzliche Hautkühlung mit einbaue kann ich meine Meinung nach länger bestrahlen. Ne Fläche von 10mm² wären somit evtl. möglich. Meine Anforderungen bzgl der 2 Watt diode und der Fläche von Kreis mit 5mm Durchmesser werden dennoch ein wenig runtergedreht.
2 Watt nur, weil ich dachte dass dies so das maximum bei erschwinglichen Dioden,Treiber und Kühlpreisen darstellt. Oder liege ich hier falsch???
Mehr Leistung ist natürlich immer gut!

Vielen Dank für den Tip, dass das ganze ohne Peltier für die Diode funzen wird. -> Wird weggelassen.
Zur Hautkühlung hätte ich mir ein Alugestell/platte gebaut die auf der Haut aufliegt und mit einem Peltier verbunden ist. Die Platte hätte ein Loch für den Laserstrahl. Könnte doch funktionieren oder?

@juk

bzgl TO220 und OSRAM. Vielen Dank.
Das Peltier für die Haut will ich mit konstantem Strom betreiben. Regelung ist hierfür nicht vorgesehen.

Gruß Harald