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Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Di 24 Mai, 2011 4:35 pm
von magu_
Hallo Zusammen

Ich bin vor kurzen auf dieses Forum aufmerksam geworden und habe mich ein bisschen eingelesen.

Zuerst einmal ein zwei Worte zu meiner Person.

Wie die meisten hier bin ich fasziniert von Lasern. Ich habe bis jetzt ein paar mal mit Diodenlasern zu tun gehabt (alle 50mW oder niedriger) und für drei Wochen arbeitete ich an einem 12W CO2 Laser im IR Bereich. Meine Bachelorarbeit habe ich im Bereich der Lasermikroskopie gemacht (2W DPSS Grün). Möglichkeiten Power und Spektrum des Lasers ohne Optik zu messen sind vorhanden. (Ich nehme in einfach ins Labor mit in dem ich meine Arbeit gemacht habe...) Und ja Schutzbrille ist vorhanden.

Das Problem ist dass meine Erfahrung sich Hauptsächlich auf Alingment beschränkt und das Aufstellen von Beamlines nach Schaltplan. Ich würde also gerne auf euch zurückkommen mit Fragen zu allem anderen, also macht euch auf ein paar Fragen gefasst :roll:

So nun zu meinem Projekt:

Mein Ziel ist es eine kleine Beamline zu erstellen die nicht zwingend hohe Energie besitzt jedoch eine hohe Energiedichte für Gravuren etc.

Jetzt habe ich einige Laserdioden bei Conrad gesehen von 10€ aufwärts. Zuerst dachte ich mir ein Treiber wäre einfach zu bauen mit einem LM317 (als Konstantstromquelle), jedoch haben die meisten Dioden einen dritten Fuss für die PD. Nun zu meiner ersten Frage: Sind die Unterschiede zwischen den einzelnen LD's wirklich so gross oder kann man einfach den typischen Strom der Diode nehmen und den ganzen Feedback mit der PD getrost vergessen, falls man sowieso nur an der Maximalleistung interessiert ist? Und wenn wir gerade dabei sind, wie heikel sind LD auf Überspannung? Wäre es möglich sie mit einem Step-Down Wandler anzusteuern oder würden die Ripples die Diode zerstören.

Dann kommen wir zum Laser selbst. Ich habe gesehen das die sog. Chinalaser nicht gerade einen guten Namen besitzen in diesem Forum, deshalb hoffe ich dass ihr mir nicht gerade denn Kopf abreisst für die nächste Frage. Aber würde es nicht Sinn machen Chinalaser. bzw sogar Laserpointer in dem System zu verbauen, da der Preis wirklich unschlagbar ist und am System selbst nur mit Brille gearbeitet wird. Allfällige IR Strahlung dürfte kein Problem darstellen dank der grossen Divergenz. Ein weiterer Vorteil wäre dabei das Treiber und alles schon verbaut wären. An der Optik müsste selbstverständlich noch gefeilt werden.

Das bringt mich gleich zu meiner nächsten Frage, kennt ihr einen Ort (am besten Onlineversand) für preisgünstige (nicht billige!!!) Linsen?

So ich hoffe ich konnte mich einigermassen klar ausdrücken und wollte nur noch einmal sagen, dass es sich hier um ein super Forum handelt.

Gruss

Magu_

Re: Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Di 24 Mai, 2011 5:20 pm
von guido
Hallo,

was willst du denn gravieren ?
Die Dioden die wir verwenden haben nicht mal eine Photodiode, sie werden nur
über eine Konstantstromquelle versorgt. Rote Dioden lägen da bei 140 bis 200mW bei 200-350mA ca.
Treiber: Bitte was mit Einschaltverzögerung und vieleicht moduliertbar um auch die Leistung zu regeln ?

App Gravieren: Mit 200mW kann man Holz ankokeln aber das wars...Von "Schnittgeschwindigkeiten"
reden wir da nicht..

Re: Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Mi 25 Mai, 2011 9:03 am
von VDX
Hi Magu,

... lies dich durch diesen Thread durch - ich betreibe 1W, 5W, 9W und 25W-Dioden mit LM317/LM338 als Stromtreiber, ohne daß mir bisher eine abgeraucht ist ...

Viktor

Re: Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Mi 25 Mai, 2011 10:30 am
von magu_
Hallo zusammen

Danke erst mal für eure Antworten. Die haben aber noch mehr Fragen aufgeworfen :mrgreen:

1. Mit dem 2W Laser konnte ich ohne Probleme meine kleinen Antracen Kristalle pulverisieren und das obwohl der Kristall fast durchsichtig ist und Beam vorher durch sehr viel Optik durch musste (Beamsplitter, Dichroid, Filter und unzählige Linsen). Gut der Strahl war danach sehr gut fokussiert. Meine Frage ist nun: Ist es Sinnvoll hier in Optik zu investieren oder doch eher in mehr Laserpower. Sorry für die Fragen bin halt im Laserbereich (hoffentlich noch) nicht so der Hirsch.

2. Wow, solche Ströme mit LM317's zu betreiben. Da brauchst du keine Heizung mehr im Winter :lol: Nein Spass beiseite ich werde es in dem Fall auch mal damit versuchen. In deinem Link stand etwas von PWM Steuerung. Kann man hier ähnlich an die Sache gehen wie bei LED's sprich solange die Frequenz genug hoch ist zählt nur der integrierte Strom?

Danke nochmals für die Antworten und ich hoffe ihr könnt mir auch hier weiterhelfen. Ein Punkt der mir jedoch noch wichtig abzuklären wäre ist immer noch die Sache mit den Chinalasern. Gibt es einen Grund sich von ihnen Fernzuhalten wenn man sich genügend schützt?

Gruss
Magu_

Re: Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Mi 25 Mai, 2011 11:18 am
von VDX
Hi Magu,

... ich betreibe die LM317 jewiels mit max. 1A, die LM338 mit 2A (testweise 3A) - den benötigten Maximalstrom (bis max. 5A für die 5Watt-Dioden, bis max. 9A für die 9W und 25W-Dioden) erhalte ich durch Parallelschaltung von mehreren Treibern.

Die PWM mache ich, indem ich den Strom auf die LM's mit einem MOSFET moduliere - das sollte mit pasender Filterung bis zu einigen 100kHz gehen ... für höhere Modulation habe ich noch einen AOM, der bis zu etwa 10MHz schafft, das lohnt bei den Dioden aber kaum.

Eine kommerzielle 9Watt-IR-Diode mit 0.1mm-Faser bekommst du bei Lumics für etwa 300 Euro Netto (ab 5 Stück sinkt der Preis auf 200 Euro).

Die China-Dioden sind da deutlich günstiger, so daß du's dir im Einzelfall überlegen mußt, ob du dir gleich ein paar China-Dioden als Reserve anschaffst, oder doch lieber die besseren/stabileren Dioden von Lumics ...

Viktor

Re: Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Do 26 Mai, 2011 11:39 am
von magu_
Hallo VDX

Das Prinzip des Treiberaufbaus habe ich verstanden. Ich frage mich lediglich ob es nicht Energie effizienter geht mit einem Step-Down-wandler. Das hätte dann vor allem den Vorteil von weniger Abwärme.

Zur PWM Schaltung, wie eine im Grundriss zu errichten ist weiss ich, habe auch schon sowas mit zwei 555 für LED's gemacht, damals jedoch zum Dimmen. Meine Frage ist nun ob ich bei der PWM Steuerung des Laser nur den integrierten Strom (so wie bei der LED) beachten muss oder den absoluten Strom. Sprich wenn ich eine Diode für 100 mA CW mode ausglegt ist, kann ich dann bei einem 1/10 Pulsweiten Betrieb mehr Strom fliessen lassen während der Pulszeit oder mag das die Diode nicht.

Diodenmässsig hab ich mich jetzt mal für China entschieden mal schauen ob dies eine gute Entscheidung war...

Cya
Magu_

Re: Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Do 26 Mai, 2011 12:39 pm
von VDX
Hi Magu,

... wenn du einen guten, effizienten und günstigen Treiber findest oder hinbekommst, wäre ich daran auch interessiert :mrgreen:

Ich habe einen PWM-Treiber für Hochpower-LED's bis 100 Watt, der (ohne Kühlung!) bis über 20 Ampere treiben könnte, habe es aber noch nicht gewagt, den an meine Coherent-Diode dranzuhängen, die 35 Ampere für 25Watt Ausgangsleistung benötigt :freak:

Die LM-Treiber hatte ich seinerzeit für meine 1W- und 5W-Dioden aufgebaut, da sie sehr zuverläsig sind und ich da keine Störungen oder Spikes erwarte ... mit den 9Ampere-Dioden habe ich ein paar LM317 einfach durch die pinkompatiblem LM338 ausgetauscht, bekomme dann aber auch entsprechend mehr Abwärme im Dauer-Vollbetrieb.

Da ich aber meist nur mit 2 bis 3Watt mittlere Dauerleistung fahre, hält sich das noch in Grenzen ... und für höhere Leistungen habe ich immer noch einen 50Watt-Faserlaser da :wink:

Zur PWM-Belastungsfähigkeit der Dioden - die können im Pulsbetrieb schon etwas mehr Strom, als der spezifizierte max. CW-Wert ... es ist immer eine Frage der Kühlung des Laserkristalls - wird der auch nur kurz zu heiß, altert die Diode irreversibel :roll:

Viktor

Re: Einsteigerfragen zum Laser

Verfasst: Fr 27 Mai, 2011 10:28 am
von magu_
Hi VDX

Die Step-Down-Wandler sehen etwa so ähnlich aus wie die klassischen LM's. Der überflüssige Energie wird hierbei einfach in einer Spule gespeichert anstatt sinnlos verbraten. Die Spannungskurve hat halt wie gesagt einige Ripples drin. Je nach Taktrate des Oszi's im kHz bis MHz bereich. Für LED's ist dies kein Problem aber eben für Laserdioden k.A.

Aber da ich mir jetzt sowieso zuerst mal einen Chinalaserpointer gekauft habe muss ich mich nicht mehr um den Treiber kümmern. Bleibt noch die Frage der Optik. Kennt jemand einen Ort für preisgünstige aber nicht billige Optik? Nichts fancy sondern nur Linsen, BS...

Gruss
Magu_