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Morgen!!!

Ich habe vor, eine mit LD seitengepumpten Nd:YAG Laser bis zu 400W Ausgangsleistung fuer eingene Materialbearbeitung aufzubauen.

der YAG-Stab(Durchmesser 7mm, Laenge 50mm, dotierung 0,6%) wird von 5 LD-Barren (je 200W, also insgesamt 1000W Pumpleistung) rundum den Stab positioniert.

Nun meine Frage, wie rechne ich das beste Modenvolumen im Laserstab? Soll das Modenvolumen ca. bei 1/3 des Stabdurchmesser sein？Also wenn der Durchmesser 7mm ist, dann entspricht der Durchmesser fuer das beste Modenvolummen etwa (7/3)mm. und dann wenn das m2 10 ist, dann bedeutet, dass der Gaussmode-Durchmesser im Laserstab （7/3）/wurzel10 ist. Ist so gerechnet, oder nicht? Danke


hawk

Hallo,

bei der Leistung musst du dir um das Modenvolumen
keine Sorgen machen, der Strahldurchmesser liegt wohl
eher bei 85-90% der Endfläche des Stabes.
Anders wirst du wohl kaum die Leistung aus dem Stab
bekommen als jeden mm³ des Stabes auszunutzen.
Von einer Fokussierung der Stacks um TEM00 zu erreichen
kann ich nur abraten, den Stab wird es in viele kleine Stücke
erlegen. Du musst dir eher Gedanken machen wie der Resonator
aussehen soll.

viele Grüße,
Marco

hawk1021 wrote:Morgen!!!

Ich habe vor, eine mit LD seitengepumpten Nd:YAG Laser bis zu 400W Ausgangsleistung fuer eingene Materialbearbeitung aufzubauen.

der YAG-Stab(Durchmesser 7mm, Laenge 50mm, dotierung 0,6%) wird von 5 LD-Barren (je 200W, also insgesamt 1000W Pumpleistung) rundum den Stab positioniert.

Nun meine Frage, wie rechne ich das beste Modenvolumen im Laserstab? Soll das Modenvolumen ca. bei 1/3 des Stabdurchmesser sein？Also wenn der Durchmesser 7mm ist, dann entspricht der Durchmesser fuer das beste Modenvolummen etwa (7/3)mm. und dann wenn das m2 10 ist, dann bedeutet, dass der Gaussmode-Durchmesser im Laserstab （7/3）/wurzel10 ist. Ist so gerechnet, oder nicht? Danke


hawk

Bist du dir sicher, aus einem nur 5cm langem und 7mm durchmessendem Stäbchen 400W CW rausholen zu können??? Ich kenn mich da zwar jetzt nicht genau aus, aber wage das doch zu bezweifeln...
Aus dem Laser kommen ja nur ca. 1% aus Nutzstrahlung bei CW..eigentlich die "Verluste" des Resonators, also müsste das Feld drinnen doch ca. 100mal so stark sein....das wären dann schlappe 40000W
ich glaub, das verkraftet rein thermisch noch nicht mal ein Diamant bei der Größe.
Mit Q-Switch sieht das natürlich alles anders aus...in ns....

Ich hab neulich bei ebay einen gewissen "sinolaser" gefunden, der bietet Module an, die zum Vergleich aus 3*75mm Stäben 75W CW rausholt. Dürfte auch größere haben, weil er die Konstruktion von Modulen bis 1000W anbietet. Über die Qualität der Teile und Baugruppen kann ich aber gar nichts sagen.
Die OCs für max. 200W haben 20% Transmission, d.h. die zirkulierende Leistung ist nicht 100* so groß wie die Ausgangsleistung, sondern nur 5*.

hawk1021 wrote:Morgen!!!

Ich habe vor, eine mit LD seitengepumpten Nd:YAG Laser bis zu 400W Ausgangsleistung fuer eingene Materialbearbeitung aufzubauen.

hawk

Materialbearbeitung ist ein weiter Begriff. Was genau soll das denn werden? Ein Beispiel: um mit einem Yag - Laser zu schweissen braucht man bei Stahl/Edelstahl entweder CW bis 3500 Watt oder gepulst 1000 - 3500 Watt Pulsleistung (je nach Schweisspunktdurchmesser und Einschweisstiefe) und 7 bis 15 ms Pulsldauer.

Material abtragen geht nur mit Q-Switch wegen der hohen erforderlichen Pulsleistungen von 50kW bis in den MW - Bereich bei sehr kurzen Pulsdauern von Femto/Pico oder Nanosekunden. Dabei kann die mittlere Leistung durchaus bei nur 10Watt liegen.

Mit 400 Watt CW kann man gut Fokussiert (Strahldurchmesser <0.2mm) dünnes Blech (0.3mm) schneiden oder Holz ankokeln.

Noch ein Tip: Je besser die Strahlqualität (M²) um so vielseitigere Anwendungen sind möglich. Deshalb bei mehr Leistung lieber einen dünneren aber längeren Stab verwenden und die Pumpleistung möglichst homogen im Kristall verteilen wegen des Temperaturprofils. Gute Kühlung versteht sich von selbst.

LG Didi

goamarty wrote:Die OCs für max. 200W haben 20% Transmission, d.h. die zirkulierende Leistung ist nicht 100* so groß wie die Ausgangsleistung, sondern nur 5*.

Ich denke mal, die sind für Pulsbetrieb ausgelegt....nicht für CW.

Dr.Ulli wrote:

goamarty wrote:Die OCs für max. 200W haben 20% Transmission, d.h. die zirkulierende Leistung ist nicht 100* so groß wie die Ausgangsleistung, sondern nur 5*.

Ich denke mal, die sind für Pulsbetrieb ausgelegt....nicht für CW.

Bei ND:YAG CW-lasern mit hohen Ausgangsleistungen kommt es schon vor dass man OC's mit 10-20% Transmissionsgrad verwendet. Ist abhängig vom Verstärkungsfaktor des aktiven Mediums, von der Resonatorgeometrie und der Pumpleistung. In Blitzlampengepumpten Pulslasern findet man oft OC's mit 60-40% Transmissionsgrad.

Beispiel: Mein Bogenlampengepumpter CW ND:YAG hatte einen OC mit 10% Transmissionsgrad. Damit wurden 190Watt Ausgangsleistung erreicht.

Gruß Didi

Danke für die Weiterbildung!