www.LaserFreak.net

Hay,
Ich bin neu hier,
Da ich das aus anderen Foren bereits kenne möchte ich vorab erwähnen das Rechtschreibung nicht meine stärke ist.
Ich bin Legastheniker. Grob umschrieben ist das nichts weiter als das der Bereich für auswendig Lernen Kreativität und Kunst weniger als normal entwickelt ist. Der bereich für Logik, Mustererkennung etc. diese Schwachstelle versucht auszugleichen und dadurch Überdurchschnittlich entwickelt ist.
Ich bin kein Genie oder Besserwisser, Für mich sind Bäume halt Grün, Vokabeln Lernen die keinen logische Bindung haben der Horror und deutsche Rechtschreibung ist nicht wirklich mein Fachgebiet.
Englische Fachliteratur, Programmiersprachen, Elektrotechnik, Physik, Chemie bedingt, Struktogramme wie Schaltpläne oder Technische Zeichnungen sind hingegen einfach Logisch.

Deswegen bin ich wohl auch Energieelektroniker geworden und habe als Mechatroniker/Instandhaltung von der Pneumatischen Flex über Hydraulikagregate bis hin zu CNC gesteuerten Fräsanlagen und Industrierobotern alles in Schuss gehalten.

Also bitte spart Euch oberflächliche Kommentare die mich als Dummen hinstellen nur weil das falsche Wort großgeschrieben ist, der falsche Buchstabe enthalten ist oder Buchstaben verdreht sind oder oder oder.

Bsp: Beume, Fogel, Fase, Fater etc.

Vor allem in Groß- und Kleinschreibung hilft F7 nicht im Wörd.

Und nein, Ich will keinen mit dieser Aussage anfeinden und ich bin heute morgen nicht nur aufgestanden um Dich zu ärgern. Ich habe dort-hingehend nur schon so einiges erlebt...


Lange rede kurzer sinn, Ich glaube das ich nicht um einen SLS Drucker drumrum komme, auch wenn ich das gern würde.
SLS = Selektives Laser Schmelzverfahren.
Ich liebe Technische Hauptherausforderungen, frage aber lieber 2 mal nach wenn ich mir nicht ganz sicher bin.

Da Laser auch in kleinen Leistungsbereichen kein Spielzeug sind und ich diverse Grundprinzipien noch nicht verstehe möchte ich nicht mal eben zu Ebay und mir was bestellen.

Also zum Grundverständnis, weil finde ich Interessant, egal ob ich in diese Richtung weiter mache oder nicht.
1. Wenn ich das Richtig verstanden habe wird Energie meist in form von licht oder Elektrischer Spannung in ein Gas oder Kristall eingebracht der Ionisiert wird und beim Zurückfallen in den Normalzustand Photonen also Licht aussendet.
Diese Wellenlänge ist vom Material abhäng.
Also
IR = Co2 durch Helium durch z.B. Lichtimpuls
RotGelb = Neon durch z.B. Hochfrequente Elektromagnetische Felder
UV = Stickstoff oder Argon durch z.B. Hohe Zündspannungen mit begrensttem Strom.

Der Stoff Sendet und reagiert ausschließlich auf die ihm spezifische Wellenlänge oder direkten Elektronenaustausch.

Trifft ein Photon in der richtigen Wellenlänge auf solch ein Atom wird es ionisiert und gibt Beim zurückfallen 2 Photonen ab.

Ein Lichtstrahl mit Gleicher Phase Polarisierung Wellenlänge und Richtung entsteht.

Tritt ein Duchsckag in der Röhre auf ist während des durchschlages der Lichtstrahl unterbrochen da dies einen direcken Elekronenfluss ohne Rückfall in Normalzustand bedeutet.

Deswegen ist in den Laserrohren meist ein Gas-unterdruck zu finden. Da bei 1Bar die Atome zudicht stehen und der Durchschlag begünstigt wird.

Soweit richtig verstanden ?

Ok. Bitte nicht lachen, ich mein das ernst.
2. Bei Gasentladungslampen oder dem Polarlichtern ist das doch exakt das gleiche Phänomen?
Leuchtstofflampen, Neonröhren, HQI, Narium niederdruck Lampen, und vor allem Glimmlampen.
Spezielle Bauformen der Glimmlampe mit Topfelektrode dienen als Referenz für Lichtspecktralanalüsen.
Warum ist das jetzt kein Laserlicht?
Gut Leuchtstofflampen und HQI Xenon etc arbeiten im bereich des Dauerdurchschlags.
bei Neon weiß ich es erlich gesagt nicht.
Glimmlampen aber eben nicht.
Niederdruckgas, meist Neon wird ionisiert und wandert von Elektrode zu Elektrode, am Negativen Pol werden Photonen frei, ist der Gasdruck etwas höher entsteht ein Säulenleuchten über der Negativen Seite das wohl so änlich ist wie bei den Polarlichtern und ihr in euren Laserrohren auch erzeugt.

Warum ist das kein Laserlicht?
Die Wirkungsweise ist doch die eines Lasers. Was fehlt an wissen oder ist falsch verstanden.
Resonatoren sind ja nicht zwingend notwendig wenn man sich den aufbau von einem "Luftlaser" anschaut.

Darauf basierend und Teoretisch ist mir im Grundaufbau der Laserröhre eine Idee gekommen.
Der Wirkungsgrad der Röhre könnte doch gesteigert werden wenn der aufbau folgendermaßen aussähe:

Das Rohr besteht aus einem Lichtundurchdringlichem Spiegeldem material mit hoher Wärmeleitung wie Beispielsweise Aluminium,
durch das Rohr ist in der mitte ein Coronadrat gespannt.
Die Resonatorspiegel sind durch Prismen ersetzt.
Der Coronadrat wird mit einer Heizspannung (Schutzkleinspannung) wie bei einer Radioröhre auf ca 600°C erwärmt.
In dem Lufdichten System Befindet sich das zu Erregende Gas.
Da umgebende Aluminiumrohr wird an eine Strombegrenzte Gleichspannungsquelle angeschlossen, z.B. Zeilentravo mit Gleichrichter und Hochspannungsstützkondensator mit ein paar Picofarad.
Minus ans Rohr. Plus an Masse des Coronadrates.

3. Ergebnis müsste durch den Heißen Coronadrat eine einfachere Ionisierung des Gases sein.
Der Plasmaefeckt entsteht Direckt am Rohr und wächst in richtung Drat.
die Primärionisierung müsste entlang der Röhre die Sekundärionisierungen Zünden und
Die prissmen müssten zumindest im Sichtbaren bereich einen höheren Wirkungsgrad haben als der Spiegel. zudem ist der Einfallwinkel des Lichtes exackt die Gleiche Richtung des Ausfallwinkels.
Prinzip Katzenauge am Farrad z.B.
Das Reflektierende Aluror nutzt auch Photonen die sonst aus dem Glasror entwiechen wobei ich mir nicht sicher bin ob die absorbtion des Alus nidriger ist als die bei Glas transmission. Wenn der winkel flacher wird reflecktiert ja auch ein Glasror in Totalreflektion.

4. Die Ionen müssen nach der Anregung doch immer in die Grundform zurückfallen? wie ist dann ein Dauerlaser mölich oder ist das eher so zu verstehen das am Äuseren rand der Röhre die Ionen Atome werden und wieder nach innen wandern wie Nudeln in Kochendem Waser?

Oh und in meinem Frage Ausführungswahn hätt ich doch fast vergessen und sorry für den DoppelPost. Gegen das Bearbeiten hat sich das Forum grad gewert...

Ich benötige eine Möglichkeit Pulver in einem Wagerechten Quadrat punktgenau zu Schmelzen.
Bei einem Laser würde der bereich zeilen und spaltenweise Abgetasten und an den entsprechenden Punkten Gezündet.
Also Pulsbetrieb, aber im schlimsten Fall das alle Punkte im Quadrat geschmolzen werden müssen bis hin zum Dauerbetrieb.
die Punkte liegen aber immer auf der gleichen Ebene wodurch ich eigendlich nur auf der Oberfläche eine hohe Energiedichte benötige.
die Energie soll auch nicht tief eindringen 0,05mm. Worauf ich schließe das ich einen Kurzwelligen Laser benötige.
Die Punktgröße sollte mindesten bei 600 Punkten/Inch liegen.

5. Ideen zu alternativen zum Laser? Lichtbogenlampen UV fallen leider raus da ich diese nicht fein genug fokusiert bekomme. Ist halt nen Lichtbogen und kein Lichtpunkt. Aber es muss ja nicht zwingend Licht sein.
Um genau zu sein hab ich gegenüber 400 Watt UV Lasern gesunden Überlebenswillen. Mal von den Kosten zu schweigen.
6. Wenns nen Laser sein soll, Ist UV oder Blau die Richtige Richtung?
7. Wie kann ich Errechnen welche Leistung ich benötige?
Ich habe Variable Materialien angestrebt, z.B. das Übliche PLA(MeisPlaste) aber auch Metalle.
Von dem Stoff weiß ich wo der Schmelzpunkt liegt und wie viel Energie Benötigt wird um diesen um ein Grad zu erwärmen.
Ich weis wie Groß der Raum ist die erwärmt werden soll. Nämlich 2,54cm/600=0.0423333333mm zum quadrat = 0.00172861111mm² mal die Tiefe 0.00172861111mm²*0,05mm=0.00008643055mm³
und ich weis ca die angestrebte Zeit.Der Einfachheitshalber DinA4=(210mm/0.0423333333mm)*(297mm/0.0423333333mm)=34802530.1531 Punkte. die in 2 sec. macht 34802530.1531P / 2 sec. = 17401265.0766P/sec. bzw Hz entspricht 17,4MHz oder 57.4670862nanosec. Pulsdauer in der 0.00008643055mm³ z.B. Alu auf um 600°C Erwärmt werden müssen.
Die zahlen sind Teoretisch angetrebte werte um was für Rechenbeispiele anzubieten und evenuell schon vorhandene Fehler aufzuzeigen.
Danach wird das Bett mit dem Pulver um 0,05mm gesenkt und eine neue Schicht Pulver darüber gezogen.
Und das Spiel beginnt von neuem.
Wie komm ich da jetzt auf die Leistung des Lasers? Einfach die Benötigte Energie in Watt ausrechnen um das z.B. 0.00008643055mm³ Alu um 600°C zu erwärmen und mal der 17,4MHz nehmen? Wärmeleitfähigkeit rate ich mal ist bei den Zeiten nicht relevant.
8. Vor welche Materialien sollte ich mich hüten weil die z.B. Besonders gut UV Strahlung Reflecktieren?
Hab da Horrorgeschichten von Keramik und Metallen gehört. und ist in der Teoriephase erstmal nur relevant um zu wissen welche Materialien für das verfahren ne dumme Idee wären.

Und so als Schlusswort, ich will hauptsächlich Lernen, keine Bauanleitung für einen Todesstrahl oder Planetenvernichter marke StarWars.

... das wichtigste beim Laser ist nicht die Anregung und "Zurückfallen"/Abstrahlen, sondern das "Verharren" des angeregten Mediums im angeregten Zustand über eine gewisse Mindestzeit und die "Bereitschaft", beim Vorbeifliegen eines Photons mit der richtigen Wellenlänge ein eigenes mit der gleichen Wellenlänge+Schwingungsphase "mitzugeben" - das ergibt dann zwischen zwei Resonatorspiegeln zum "Aufschaukeln" in der richtigen Raumlage über eine Art "Lawinen-Effekt" einen kohärenten Lichtstrahl, der aus dem halbdurchlässigen Austrittsspiegel rausleuchtet

Um diesen "Lawinen-Effekt" nicht zu stören, wird die Anregung auch nicht mit der späteren Laser-Wellenlänge gemacht. Man benötigt ein Laser-Medium, daß sich mit einer Pump-Energie (Licht, Elektronen, Chemische Anregung, Mikrowellen, ...) anregen läßt und dann mit der gewünschten Laser-Wellenlänge emittiert.



Für einen Spot von 50µ und ausreichend Energie zum Schmelzen von dunklem Kunststoff-Pulver kannst du aber auch schon z.B. blaue (445nm Wellenlänge) oder UV (405nm) Laserdioden verwenden - die UV gibt es mit bis zu 1W und sie haben einen etwas feineren Spot -- die blauen gibt es mit bis zu 6W, ich würde aber 2W-Typen verwenden, weil die noch einen besseren/feineren Spot ergeben, als die blauen 3.5W und 6W-Typen.

Für Metall reicht das aber noch nicht - hier bräuchtest du mindestens 10Watt CW auf 50µ Spotgröße zum Schmelzen, oder noch deutlich mehr Leistung, wenn das auch noch schnell genug erfolgen soll.

Ich habe Tests mit IR-Laserdioden durch eine 100µ dicke Glasfaser gemacht, was einen Spot von etwa 100µ ergibt - ab etwa 15-20Watt konnte ich das Metallpulver schon aufschmelzen -- die erforderliche Energie hängt aber auch vom Metall oder Metallgemisch (siehe eutektische Legierungen mit geringen Schmelztemperaturen) und der Umgebungstemperatur ab - mit Vorheizen des Pulvers kann einiges an benötigter Leistung eingespart werden.

Normalerweise werden für Metallpulver-SLS gepulste NdYAG (1064nm) oder Faserlaser (1070nm) mit CW-Leistungen ab 50Watt oder Puls-Spitzenleistungen ab 1Megawatt (gemittelt etwa 10Watt) und Spotgrößen von 30 bis 50µ verwendet ... höhere Leistungen und damit verbundene größere Spot-Durchmesser sind aber auch üblich ...

Viktor

Der "Luftlaser" (vermutlich Stickstofflaser) ist tatsächlich ein Sonderfall, die Verstärkung des Mediums (angeregter Stickstoff) ist hoch genug, daß er ohne Resonator funktioniert. Die meisten Gaslaser haben aber weniger Verstärkung, der "halbdurchlässige" Spiegel muß daher viel mehr als 0,5 reflektieren, bei kleinen HeNe sind teilweise Werte >99% nötig, wenn ich mich recht erinnere. Alle praktisch verwendeten Laser haben aber einen Resonator.
Meist sind sehr hohe Leistungsdichten erforderlich, um die nötige Besetzungsinversion zu erreichen, dann hast du bei einem größeren Argon Laser einen viele kW starken Lichtbogen ("Dauerdurchschlag ) in einem BeO Rohr und außen drum Wasserkühlung. Der Wirkungsgrad liegt leider nur im Promille bereich.
Oder bei größeren CO2 Lasern wird das Gas sehr schnell umgewälzt und durch Kühler geblasen, weil es möglichst nicht über Raumtemperatur bekommen soll, damit der Lasereffekt gut funktioniert, aber im Gas die Entladung brennt. Hier sind immerhin Wirkungsgrade im zweistelligen Prozentbereich erreichbar, aber bei einigen kW Laserleistung ist trotzdem viel Wärme abzuführen.
Beim CO2 Laser hast du eine Glimmentladung, der wird nie optisch gepumpt, manchmal allerdings mit Gleichstrom, manchmal mit Hochfrequenz. Da benötigt man keine Elektroden die verschleißen, abbrennen oder das Gas kontaminieren.
Halbleiterlaser werden im allgemeinen elektrisch gepumpt, der Unterschied zur LED ist der Resonator und das die Diode für höhere Stromdichten ausgelegt ist.

Die Idee mit den Prismen ist ganz interessant. In der Praxis verwendet man allerdings dielektrische Spiegel, die auch viel höhere Reflexion aufweisen als normale Spiegel und meist Hohlspiegel, damit erreicht man auch eine Fokussierung in den Resonator. Der dünne Coronadraht könnte beim nötigen Strom ganz ohne zusätzliche Heizleistung einfach durchbrennen. Die Glühkathode eines kleinen Argonlasers (ALC60) mit 1kW Lichtbogenleistung und ungefähr 0,1Watt Ausgangsleistung) braucht 3V bei 25A und besteht aus einem dicken Wolframdraht. Leichter ist es auch, wenn man den Strahl in der Mitte hat und nicht die Elektrode. Ich kann mich allerdings dunkel an ein koaxiales Konzept für einen Hochleistungs-CO2 Laser erinnern. Ich glaube da ist der Strahl mehrfach im Zickzack (also fast der Länge nach, windschief zur Achse) in dem ringförmigen Raum herumgeführt worden. Die Strahlführung war also so etwas wie kronenförmig. Das Ziel war, einen sehr kurzen Laser (ca. 1m) zu bauen. Die Vorlesung ist aber auch schon >20 jahre her

Die Reflexion am Alurohr nützt nicht viel, da der Winkel schon falsch ist. Aber wenn der Resonator richtig justiert ist, dann entsteht praktisch gar Strahlung abseits der Achse. Es kann nur die Strahlung im richtigen Winkel verstärkt werden, andere Photonen verlassen den Laser schon bevor sie nennenswert stimulierte Emission auslösen können. Eine Ausnahme ist hier der Faserlaser, wo der ganze Laserprozess in einer (dotierten) Lichtleitfaser stattfindet. Wenn das Rohr als Elektrode dient, dann wird es aber eh nicht lange gut reflektieren. Man muß die Funktion der Elektroden und Spiegel immer sorgfältig trennen. Von Elektroden wird Material abgesputtert, wenn das die Spiegel erreicht, dann werden die schnell blind.

Es gibt also durchaus viel verschiedene Bauformen von Lasern, Dein Entwurf scheint mir aber nicht ganz optimal, die Entwicklungsziele waren da noch nicht ganz die richtigen. Das Zünden und die Ionisation sind nicht das Problem. Viel wichtiger ist, daß die Elektroden die nötige Leistung lange genug überleben. Oder daß man gar keine braucht, indem man mit HF, zB 13,56MHz oder 27MHz anregt.

Wie gesagt mein wissen ist zur zeit nur belesen und mit "Löffeln gefressen" wie man so schön sagt,
Die vorgeschlagene Bauform wahr an eine Glimmlampe angelehnt, möglichst gleichmäßige Entladung/Ionisierung bei möglichst kurzem Abstand.
Das ein Dünner Coronadrat durchbrennt da wirst du bestimmt recht haben, auch wenn der aus Wolfram ist.
Mit dem Blind werden des Rohres hast du bestimmt auch recht.
Hintergrund der Beheizung des Coronadrates ist eigendlich eine vordotierung des Gases mit Metallionen,
Des weiteren schweben Elekronen bei hohem Stromfluss und nidriger Gasdichte um den Leiter Drumrum da ihre Ladung sich gegenseitig abstößt und die Oberfläche einfach nicht ausreicht für die freie Elektronenmenge. Gans ähnlich wie der Skinnefeckt bei HF.
Das Alurohr wahr Positiv geladen, also würde sich das Wolfram als grauer Schleier Nieder schlagen, hmm.

Mir fällt gerade auf das der aufbau einem Coraxialkabel gleich kommt mit offenem ende, das heist eine HF Strahlung würde vom ende reflektiert und beim anwenden von 2/3 lamda Antennenformel müsste man eine stehende Halbwelle bekommen.

Die nächste Spinnerei die mir dazu einfällt sind Kapazitative Transformatoren. Gibt's eigentlich nur als Versuchsaufbau.
Kurzgesagt war das glaube ne Luftspule als Primär und Sekundär nen Topfkondensator. Bei Richtiger Belastung wahr da ne Spannungsüberhöhung und nen guter Wirkungsgrad im Resonanz bereich. Aber eben nur da.

Und das wiederrum entspricht eigendlich der guten alten Teslarspule, nur da ist die Resonanz nur im Sekundärkreis.

Mir kommt da ne Schweinische idee, ist die frage ob ich mit meiner Teorie richtig liege.

HF Ionisierung hatte ich auch schon mal ins Auge gefasst, Na ja ne Mikrowelle ist jetzt nicht um sonst geschirmt und was ne Teslarspule so macht wenn sie ohne Transformator dreckt an Netzspannung betrieben wird. Sagen wir mal so, nen Kilo C4 Währ ne leichte Sommerbriese für die Melone gewesen, und nein (das habe ich Gott sei dank nur in Video-vorm gesehen).
Und nein, als Waffe aus so Ältlichen gründen ungeeignet. Außerdem gibt's einfachere Methoden um sich umzubringen.
Es hat seine gründe warum ich nicht einfach mal meine Mikrowelle Zweckentfremde oder mit Lackdraht und Abflussrohr nen Fernsehabend verbringe.
Ende des Absatzes an die, "Ich kann alles, Ich weiß alles, Oh kaputt!!!" Fraktion die das bestimmt als gast mitleist.

Ich will aus gründen des oberen Absatzes nicht näher auf den Aufbau eingehen, aber das Alurohr ist nur jetzt nicht mehr komplett so lang und drumrum ist ne Glasröhre oder so. muss mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen.

Aber die ca 40 KHz würden locker als Pulsung in den 17,4 Mhz drinn sein. Wenns nicht reicht zum aufschwingen kann man glaube auch mit 4 sec./Layer leben.

Kopfzerbrechen macht mir da jetzt grundlegend nur ob die angesprochene Haltezeit reicht und wie ich die Leistung begrenze.
Stickstoff scheint ja recht gut geeignet zu sein. Ich versuch mal nen par Rechnungen und Simulationen von der Elektrischen Seite.

... kannst dich dann dazu auch mal in die Thematik MASER einlesen - bestimmt auch nicht uninteressant

Viktor