Автор Тема: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700  (Прочитано 14370 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
У кого ни будь есть какая нибудь информация об этом лазере ?
Планирую его собрать в гараже самостоятельно и использовать для резки металла .....
http://www.technolaser.biz/russian/tl700.html


Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #1 : 01 Февраль 2014, 13:22:18 »
Для техники подобного класса покупка обычно дешевле самостоятельной сборки :(

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #2 : 01 Февраль 2014, 17:47:33 »
А если есть доступ к металлообрабатывающим станкам ,а так-же и с ЧПУ (ГФ2171)?

Излучатель это кварцевые трубки (17шт) фланцы и крепящие их трубы из нержи с температурой поддерживаемой 25 градусов...
Где бы еще чертежи надыбать !
А что ,есть в продаже такой девайс  б/у?
« Последнее редактирование: 01 Февраль 2014, 18:17:49 от sser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #3 : 01 Февраль 2014, 21:09:45 »
Станки помогают довольно мало. Цену образуют дорогие "уникальные" элементы - силовые детали питания, оптика и т.д. Здесь проблема именно в чертежах: даже имея их, повторить конструкцию в точности не удастся, а любое изменение потребует экспериментов и потому будет очень затратным.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #4 : 01 Февраль 2014, 22:59:57 »
Силовые детали -фигня, немного разобраться с алгоритмом "поджига" лазера и его работы (вольтамперную характеристику глянуть нужно) ,сделать модулятор для регулировки мощности ,-на микроконтроллере его "сбацать" не долго!
Останется намотать высоковольтный трансформатор(здесь придется попотеть-но выполнимо!) ,25кгц-наверное киловатт на 6,к нему подцепить инвертор модулируемый на IGBT модулях.
Также на микроконтроллере можно сделать заправку, прокачку, используя электроклапаны -тоже нужен алгоритм работы с газами!
Идея с чертежами такова ,-берём лазер стандартный с одной трубкой, затем располагаем такие же трубки параллельно так как на  ТЛВ-700 ,затем соединяем все трубки ,с помощью поворотных , глухого и выходного зеркал в резонатор ,подключаем накачку каждую трубку через резюки осталось подумать об маслянном охлаждении,газ и все -готово! :D

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #5 : 02 Февраль 2014, 11:41:44 »
цены в Технолазере http://tehnolazer.neobroker.ru/price/327.doc :mda:

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #6 : 02 Февраль 2014, 13:54:42 »
Кремний для силовой части дорогой будет. Массив IGBT-транзисторов, быстрых и высоковольтных, с адекватными драйверами к ним. Драйверы дороже самих транзисторов иногда получаются. Плюс тестирование и неудачные образцы.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #7 : 02 Февраль 2014, 16:29:37 »
Кремний для силовой части дорогой будет. Массив IGBT-транзисторов, быстрых и высоковольтных, с адекватными драйверами к ним. Драйверы дороже самих транзисторов иногда получаются. Плюс тестирование и неудачные образцы.

Опыт имеется. http://sser.jimdo.com/ Самостоятельно изготовил 6 сварочных на "жибитах" и индукционную установку...
Этот преобразователь ни чем не отличается от сварочного,даже проще...
Основная возня с трансформатором который должен иметь хорошую изоляцию ,а модули можно заменить баяном из транзисторов -проверено работает.
Драйвер -нет ничего проще ШИМ и оптодрайверные микрухи .

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #8 : 02 Февраль 2014, 16:47:59 »
Есть принципиальное отличие - соотношение напряжений и тока. Сварочник работает на низком напряжении и большом токе. Лазер работает на среднем напряжении и большом токе, но поджиг трубки требует гораздо более высокого напряжения. Схемотехника в целом остается такой же, но требования к параметрам деталей меняются. Главной головной болью будут индуктивные выбросы в первичке во время разжигания трубки. Из-за них придется брать более высоковольтные IGBT, а у них всегда намного хуже сопротивление в открытом состоянии. Поэтому и упоминаю драйвер отдельно: на таких режимах становится видна уже разница даже между разными типами драйверных микрух, скорость открытия влияет на нагрев, весь букет паразитных емкостных эффектов вылезает. Мы когда-то делали подобные схемы - транзисторы приходилось охлаждать водопроводной водой напроток.

Труднее всего будет сделать стабильность. Газовый разряд имеет отрицательное дифференциальное сопротивление, а диапазон рабочих токов у лазера довольно узкий. (При превышении тока мощность резко падает). ВАХ как у неоновой лампочки, хуже не бывает: чуть что - превращается в генератор. Скорее всего, частоты 25 кГц будет недостаточно - слишком большое время реакции обратной связи. Вот как раз на 25 кГц трубка и самовозбудится.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #9 : 02 Февраль 2014, 16:52:40 »
Ну и оптика, на самом деле. Для 10.6 мкм почти все вещества непрозрачны, нужна экзотика вроде чистого германия. Еще сульфид цинка годится или NaCl монокристалл (последний, правда, мгновенно ловит воду и выходит из строя). Главная проблема - перегрев окон и зеркал; 0.5% потерь вполне хватит, чтобы пошел дым. На зеркалах можно сэкономить, если сделать систему с неустойчивым резонатором, а вот на окнах сэкономить не получится. Вместо линз можно тоже зеркала использовать.

Главные грабли с окнами - ВНУТРИ лазера (между зеркал) плотность энергии гораздо больше, чем снаружи. И все это приходится терпеть бедным окнам.

Подозреваю, что именно окна и зеркала составляют основную часть стоимости промышленной системы.
« Последнее редактирование: 02 Февраль 2014, 16:54:43 от Gall »

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #10 : 02 Февраль 2014, 17:02:32 »
Вот как раз на 25 кГц трубка и самовозбудится.
В симуляторе можно все эксперименты произвести ,параметры ВАХ задать как у неонки...
Еще можно типа осциллятора использовать для зажигания трубок ...
А для исключения срыва генерации последовательно балластные резисторы и параллельный кондёр .

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #11 : 02 Февраль 2014, 22:48:47 »
Кондер после балласта нельзя, это классический релаксационный генератор получится. Только до. В общем-то так и делают, только тут придется делать достаточно маленькую емкость, достаточно высокую частоту ШИМ и мириться с большими потерями на балласте. Ватт 200 точно улетит в трубу. Главное, чтобы скорости ключей хватило. Обратная связь должна быть быстрая, ибо выход со стабилизацией тока (имитация высокого внутреннего сопротивления за счет ОС), а значит, частота ШИМ тоже должна быть высокая. 25 кГц почти наверняка не хватит, более вероятно что-то около 100-200 кГц. Успеют ключи?

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #12 : 03 Февраль 2014, 12:03:46 »
http://www.electrum-av.com/ru/
Здесь драйверы...

А тут (к примеру )дешевый IGBT транзистор  http://www.promelec.ru/pdf/HGTG20N60A4.pdf
В резонансе можно до 200кгц IGBT  догнать ,но лучше порог 100кгц не превышать...
Если выше 100 то мосфеты ,вот они-то дорого обойдутся и кпд ниже...тут то водяное охлаждение и понадобится...
Т.е   200кгц  уже не сказка!

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #13 : 03 Февраль 2014, 14:00:07 »
600 вольт... Это вообще на пределе - на рабочем режиме столько будет, а на поджиге должно быть больше. Нагрев будет определяться графиком на рис. 8 - где-нибудь 500 мкДж с одного транзистора за 1 такт переключения, плюс рис. 18 еще. Не так и много, с учетом того, что хочется получить на выходе.

Вообще считается, что на подобных режимах работы IGBT и MOSFET демонстрируют примерно одинаковые характеристики. Судя по этому даташиту, так оно и есть.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #14 : 04 Февраль 2014, 17:11:52 »
Нашел книгу про источники питания ,тут и ВАХ есть .
http://bib.convdocs.org/v16453/вакуленко_в.м._источники_питания_лазеров

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #15 : 04 Февраль 2014, 18:36:46 »
Спасибо, ценно. Придется, правда, вносить поправку на 34 года прогресса электроники :)

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #16 : 04 Февраль 2014, 22:02:27 »
http://s2.ipicture.ru/uploads/20140205/8kVKGgK0.png Можно делать на современных компонентах и частота тут роли не играет ,главное стабилизировать ток на лазере чтобы он не выходил за пределы тока генерации луча.
Тогда балласт будет меньше энергии "кушать".

 
« Последнее редактирование: 04 Февраль 2014, 23:02:53 от sser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #17 : 04 Февраль 2014, 23:35:48 »
Чем стабилизировать? Время реакции любого импульсного преобразователя не может быть меньше 1 такта. Значит, получается активный транзисторный балласт? Линейный?

Эту схему я знаю, видел на He-Ne. На маленьких токах. Ее можно и на большой ток сделать, но тогда там будет огромный масляный трансформатор весом в центнер, как в старом рентгеновском аппарате. В ней легко добавляется стабилизация тока прямо на трансформаторе за счет реактивного сопротивления дросселя, причем мощность тут особых проблем не создает. Наверное, можно в ней вообще обойтись без активных компонентов, сделать все на феррорезонансном принципе, хотя точно не знаю. Работает хорошо, но уж больно много весит. И цена получается по сути на вес меди.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #18 : 05 Февраль 2014, 07:06:47 »
Феррорезонансный трансформатор легко заменяется вч преобразователем (20-55кгц) со стабилизацией тока(с ШИМ контроллером.
примерно будет так
« Последнее редактирование: 05 Февраль 2014, 07:57:57 от sser »

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #19 : 05 Февраль 2014, 15:19:09 »
по моему для каждой трубки свой трансформатор надо

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #20 : 05 Февраль 2014, 19:27:20 »
http://www.technolaser.ru/russian/tl700.html посмотрите презентацию....

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #21 : 05 Февраль 2014, 19:57:32 »
Если с 380 вольт питать, тогда минимум киловольтовые IGBT надо. В оптимальном режиме работы амплитуда всегда удвоенная.

Оффлайн Охотник

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 140
  • Репутация: +13/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #22 : 05 Февраль 2014, 22:02:23 »
http://www.technolaser.ru/russian/tl700.html посмотрите презентацию....

посмотрел. Мое мнение делать все на одной и потом просирать на резисторах баласта не комильфо.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #23 : 05 Февраль 2014, 22:09:55 »
Балласты все-равно необходимы ...
Можно конечно индуктивные сделать, но расчеты уже сложнее, хотя индуктивность все равно одну общую придется поставить...
Чем проще тем надежнее.
Тем более, при стабилизации тока , балласты нужны только для выравнивания разности токов зажигания трубок ,а не для поддержания нужного тока после зажигания лазера, отсюда минимальный нагрев балласта(резюков).
« Последнее редактирование: 05 Февраль 2014, 22:26:47 от sser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #24 : 06 Февраль 2014, 11:44:08 »
Вообще при таком питании возникает вопрос - а зачем, собственно, делать МАЛО разрядных промежутков? Если лазер для резки металла, тогда на одномодовость наплевать, и можно спокойно разбить трубку на много мелких продольных сегментов. Каждый сегмент питать отдельно от одного трансформатора, балласта и транзистора. Обычных IGBT на 1.0-1.2 кВ (даже в TO-220) для этого должно хватить. Напряжение на каждом сегменте будет низким, проблемы поджига не будет. Ток можно стабилизировать посегментно. Надо только задающий генератор сделать общим, чтобы все работало синхронно, и сегменты включить в противофазе, чтобы напряжения по длине трубки не суммировались.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #25 : 07 Февраль 2014, 07:10:53 »
А трубку ,тоже пилить на кусочки?
Просто ,возникает вопрос ,а как электроды будут взаимодействовать с газом?

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #26 : 07 Февраль 2014, 16:53:29 »
В оригинале там вообще волноводная конструкция, т.е. трубки как таковой вообще нету.

Чередующиеся электроды - это примерно то же самое, что поперечное возбуждение, только электрически иначе устроены. А можно и просто поперечно возбуждать. И порезать на кусочки электроды.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #27 : 11 Февраль 2014, 14:40:09 »
Изобретать новый лазер можно вечно... :smile:
А какая схема оптического резонатора лазера ТЛВ-700 ?
И как в нем производится накачка???

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #28 : 11 Февраль 2014, 15:43:37 »
Накачка электрическим разрядом, и, похоже, поперечная. (Разряд в газе все равно как устраивать, можно вдоль трубки, можно поперек, можно много отдельных разрядов; длинную трубку проще качать поперек).

Конструкция - волноводная. Это не трубка, а большой кусок керамики с тоненькими канальцами. По сути, это очень много параллельных тонких трубок. Свет постепенно направляется от боковых каналов к центральному, и из центрального выходит. При такой конструкции упрощаются охлаждение и юстировка.

Сделать такую штуку в принципе несложно, надо только баааальшой кусок макора где-то достать. Недешевое удовольствие.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
« Последнее редактирование: 11 Февраль 2014, 16:20:20 от sser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #30 : 11 Февраль 2014, 17:14:52 »
В характеристиках дело. Помимо мощности, есть еще когерентность. Легко получить большую мощность при плохой когерентности или хорошую когерентность при маленькой мощности. Очень трудно получить одновременно и мощность, и когерентность. ТЛВ потому и дорогой, что у него и то и другое сразу.

У лазера на трубках совершенно иной принцип действия по сравнению с волноводным лазером. Конструкция с трубкой и двумя зеркалами действительно самая простая и дешевая, но на ней трудно получать большую мощность. Серийные стеклянные трубки выпускаются на мощность до 150-180 Вт. На больших мощностях используют другие конструкции.

Кстати, а 150 Вт точно не хватает? На такую мощность сделать просто и дешево.
« Последнее редактирование: 11 Февраль 2014, 17:21:03 от Gall »

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #31 : 11 Февраль 2014, 18:05:48 »
Для разминки можно ватт на 50-100 сделать...
Но ,как клад найду обязательно на 1000вт сделаю :D...
 

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #32 : 11 Февраль 2014, 21:04:59 »
Слишком большая мощность - тоже плохо. Киловатт, сконцентрированный в одной маленькой точке, может расплавить на фиг все вокруг этой точки, если луч движется слишком медленно. Тепло-то выделяется. Начиная с каких-то больших мощностей появляются и другие эффекты. На мегаваттах, например, лазер будет не резать вещество, а устраивать "лазерную искру". И гораздо раньше начнет вызывать фотохимические реакции, не всегда желательные. Так что жадничать тут не надо - мощность луча должна быть соразмерна характеристикам механизма фокусировки, передвижения, отвода тепла и т.д.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #33 : 11 Февраль 2014, 21:19:04 »
С кислородом прорежет...
Универсальность этого лазера неоспоримый фактор который и привлекает .
Система откачки, прокачки ,(баллоны, вакуумный насос) на 100вт лазере не нужна, если купить китайский отпаянный лазер ,этот и дешевле будет..., останется БП соорудить и охлаждение приляпать....
По этому смысла нет делать на 100вт .Если только сделать самодельный излучатель(ватт на 50-100) для проверки всей системы в целом ,для дальнейшего использования с такими же однотипными излучателями соединенных в один резонатор более мощного лазера. Что и есть в задумке, или я не прав?
примерно так http://s006.radikal.ru/i214/1402/c9/e6f7255317d1.png
« Последнее редактирование: 12 Февраль 2014, 14:11:45 от sser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #34 : 12 Февраль 2014, 14:24:34 »
С однотипными трубками эта схема работать не будет. Не выдержат окна. Слишком мощный луч.

Соль этой схемы в том, что в ней много очень тонких каналов, а между зеркалами и каналами вообще ничего нет. Зеркала находятся в том же самом газе, без каких-либо окон. Это позволяет иметь гигантские плотности энергии, не вызывая перегрева.

По этой схеме можно соединить последовательно две-три однотипных трубки. Их можно даже поставить просто на одной прямой, как продолжение друг друга. Можно с помощью зеркал поставить в любой удобной конфигурации. Чаще всего трубок ровно две, зеркала как в обычном лазере, а для удобства трубки стоят параллельно, с поворотом луча парой зеркал на 180 градусов на одном из концов.

Можно еще сделать схему "генератор-усилитель". Это когда луч маломощного лазера пропускается просто через трубку без зеркал и от этого усиливается. Усиление надо считать - оно не будет равно мощности трубки. Обычно эту схему используют для получения ОЧЕНЬ высококачественных лучей. Например, маленький очень качественный лазер на 50 мДж проходит через серию усилителей и дает на выходе 100 Дж все с тем же великолепным качеством.
« Последнее редактирование: 12 Февраль 2014, 14:26:07 от Gall »

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #35 : 12 Февраль 2014, 14:46:00 »
С однотипными трубками эта схема работать не будет. Не выдержат окна. Слишком мощный луч.

Так, луч будет в среде газа вместе с поворотными зеркалами ,и выйдет в атмосферу только в одном месте, через выходное зеркало.

http://s019.radikal.ru/i629/1402/e4/4979298e6198.png
Охлаждение можно общее сделать для всех трубок, и все  упрятать в широкую трубу ,скрепить фланцами как у ТЛВ-700.
« Последнее редактирование: 12 Февраль 2014, 15:35:03 от sser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #36 : 12 Февраль 2014, 16:02:59 »
Не получится удержать фокусировку луча. Улетит в стенку трубки.

В расчетах подобных систем геометрическую оптику использовать нельзя. Нужно учитывать дифракцию луча на своих собственных краях (теорию гауссовых пучков).

Лазер с тонкими каналами потому и называется "волноводным", что в нем существенную роль играют малоугловые отражения луча от боковых стенок канала, как в волноводе.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #37 : 12 Февраль 2014, 17:01:06 »
http://filegiver.com/free-download/9708-099.pdf
На странице 101 рис.3        - теория кратко описана
« Последнее редактирование: 12 Февраль 2014, 17:02:57 от sser »

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #38 : 12 Февраль 2014, 20:01:27 »
Да, упрощенно. Спасибо, хорошая статья. Но в ней не отмечена очень важная тонкость: а как, собственно, делается, чтобы в этой конструкции луч шел именно как нарисовано. В реальной конструкции зеркала не будут плоскими! Они будут вогнутыми, с эффектом фокусировки, чтобы удержать луч в пределах трубок. И все параметры - радиус кривизны, расстояния и т.д. - вычисляются.

По теории лазеров на русском языке непревзойденный учебник - О. Звелто "Принципы лазеров". Это обязательная к прочтению книга для тех, кто строит лазер сам, даже если в основном придерживаться готовых чертежей.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #39 : 13 Февраль 2014, 13:30:40 »
Спасибо ,книга очень полезная,-читаю....
Еще бы чертеж, чтобы читать и проверять....

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #40 : 13 Февраль 2014, 16:06:22 »
Если надо еще, то есть еще Айхлер, Айхлер "Лазеры: исполнение, управление, применение". Там примерно то же самое, но картинок больше, а формул меньше.

А если наоборот, формул побольше и расчеты поточнее, тогда это Siegmann, "Lasers" (не переводилась на русский).

А чертеж у самодельных лазеров проще всего делать так. Берутся детали, "которые можно достать", из них чертится что-нибудь примерно разумное, а потом просчитывается, будет ли это работать. Реалистичных вариантов самодельных конструкций довольно мало, поэтому простой перебор методом проб и ошибок работает хорошо.
« Последнее редактирование: 13 Февраль 2014, 16:08:16 от Gall »

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #41 : 23 Апрель 2014, 19:19:44 »
Не получится удержать фокусировку луча. Улетит в стенку трубки.

Китайцы уже три трубки так соединили - результат 400W...
http://www.alibaba.com/product-detail/400W-High-Power-CO2-Laser-Tube_1045155392/showimage.html
http://www.alibaba.com/product-detail/400W-high-power-CO2-laser-tubes_1719686743.html
« Последнее редактирование: 23 Апрель 2014, 19:30:35 от sser »

Оффлайн avrerum

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 325
  • Репутация: +13/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #42 : 23 Апрель 2014, 19:55:10 »
Жесть!!!Просто жесть!!! :smile:

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #43 : 23 Апрель 2014, 20:36:48 »
Как понял из книг ,резонатор такого типа может быть не более 10м,длиннее только резонатор волноводный с короткими тонкими(2-4мм) трубками как у ТЛВ-700 их 17 по 6 трубок вряд...еще призмы 2 зеркала , глухое зеркало и выходное ,далее телескоп, вот все пока что знаю про излучатель(резонатор), как это все располагать пока "не врубился"...в инете на него схемы нет.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2736
  • Репутация: +172/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700
« Ответ #44 : 23 Апрель 2014, 22:28:58 »
Китайцы уже три трубки так соединили - результат 400W...
Только это не соединение трубок, а одна трубка с перегибами. Разница большая: диаметр капилляров, радиус кривизны зеркал и т.д. Зеркала в таких схемах обычно сферические, а луч имеет по перетяжке в каждой трубке. Это вполне рабочая схема, но реализовать ее, не имея собственного цеха шлифовки зеркал, будет сложно и дорого. Поэтому я с самого начала ее исключил.

Оффлайн Sergej_shaggy

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 5
  • Репутация: +0/-0
Эксплуатируем такой лазер, только от  компании "Лазерные комплексы" и под маркой ДВЛ-1000. Краткая характеристика - радиолюбительская технология в действии. У нас полтора года ушло на его вылизывание и еще три на долизывание. Первоначально в нем было аж 27 трубок (3 ряда по 9 трубок). Из Шатуры две группы настройщиков приезжали - все настроить не могли. А как настроили, то на следующее утро свалили, а трубки к концу дня опять сгорели. Короче, первые полтора года мы под чутким руководством из Шатуры все юстировали трубки, пока не поняли, что они и сами не знают как его заставить стабильно работать. Начали изменять и оптическую часть и электрическую схему. Короче, в настоящее время мы работаем на одном ряду трубок с незначительной потерей мощности, но зато стабильно. Пришел утром, включил и работаешь.
Кстати, почему перестали гореть трубки - на практике проверил исходя из зоны Френеля - концы трубок, которые еще оставались ровные, специально скалывали под косым углом. Диаметр выходного отверстия как-бы увеличивался и соответственно потери на торцах трубок приходились на большую поверхность.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0

Скажите ,а сколько мм длина резонатора и длина каждой трубки их внутренний диаметр, ещё какие призмы и зеркала, устройство ,состав оптики до и после?

Оффлайн Sergej_shaggy

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 5
  • Репутация: +0/-0
Длина трубок, если мне память не изменяет, 1895-1900 мм, диаметр трубок внешний 9 мм, внутренний 7 мм, скорее всего изготовлены из высокотемпературного кварцевого стекла.Призмы внутри нет, у нас лазер под номером "2", может в более поздних моделях призма и появилась. Зеркала штатные, просто оптический тракт уменьшили - поставили глухое зеркало после первого ряда. Честно говорю, что где-то с год-полтора работали на двух рядах и потери мощности вообще не было заметно. Резали металл 6-8 мм. Но видно трубки подустали, все-таки восьмой год идет. Сейчас при повышении мощности выше определенного значения трубки сразу сгорают, есть участок мощности, когда трубки работают 2-3 дня и сгорают. Не знаю почему, но владельцы станка говорят, что новые трубки из Шатуры не высылают. Может там у них и конфликт был, потому-что настолько "сырую" разработку продали, что одни маты.
Вообще разработка классная, при такой мощности и таких затратах можно резать сравнительно толстый металл. Но, как всегда, российские разработки доводят до ума за рубежом (я в Киргизии).

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Какой состав газовой смеси?
Давление ,скорость прокачки?
Катализатор используете?
А металл режете с кислородом?

Оффлайн Sergej_shaggy

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 5
  • Репутация: +0/-0
Газовая смесь стандартная HE:CO:N - 10:1:2
Давление 27-36 тор. Замечено, что при плохой юстировке трубок давление надо делать меньше, чем точнее юстировка, тем давление выше. Скорость прокачки - трудно сказать. Одного заправленного баллона (40 литров, примерно 75-80 атмосфер) хватает на 1-1,2 года работы. В среднем в день станок работает 5-6 часов. Получается меньше 2-х листров в час.
Катализатор не используем.
Металл режем с кислородом, но режим именно лазерно-кислородной резки, а не кислородно-лазерной. На воздухе, когда было два ряда трубок, резали 3-3,5 мм, сейчас только 1,5 на воздухе может. Щирина реза на металле 1,5 - 2 мм - менее 0,1 мм. Для прикола клали вырезанную деталь на солнышке, а заготовку в тени - через час деталь обратно не входила.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
Спасибо, особенно за инфу из практического опыта.
Уже слыхал и читал про такой тип лазеров ,что они обладают очень тонким резом...
Скажите ,а какая оптика используется между излучателем и режущей головкой и какой диаметр зеркал излучателя?
И какова частота генератора накачки, какое напряжение на каждой трубке?
....если конечно не надоел своими вопросами.

Оффлайн Sergej_shaggy

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 5
  • Репутация: +0/-0
Попробую на память ответить.
Оптика - кремниевые зеркала с каким-то напылением. Для чего напыление - понятно, состав естественно не знаю. Одно из зеркал - фазосдвигающее, т.е. меняет поляризацию луча. Заказывали на замену через московское представительство израильской фирмы. Одно из зеркал по столу с фокусным расстоянием 10 метров для коррекции расходимости луча. Понятно, что лазер от этого зеркала выставлен на расстояние 5 метров относительно мнимого ядра/источника/фокуса лазера. Линзы на резаке с фокусным расстоянием 127 и 190 мм. Зеркала излучателя - пластины из того же полированного кремния. Торцевое зеркало - тоже кремний. Выходное зеркало - селенид цинка, полупрозрачное. Такие же зеркала часто встречал в китайских трубках. Все зеркала плоские. Поэтому требуется очень точная юстировка. Как-то ради интереса менял торцевое зеркало на полированную медную пластину - работало. Правда с этим зеркалом на мощность не настраивал - боязно было. Кстати, многие зеркала еще родные. Даже те которые меняли, то эффекта от замены не заметили.
Генератор накачки - простой высоковольтный трансформатор, разряд в трубках - продольный высокочастотный. Точно частоту уже не помню, что-то около 23-25 кГц. Все трубки подсоединены параллельно, через контактные пластины. Электродами служит фольга, намотанная на трубки. Напряжение должно быть около 25 кВольт, это данные изготовителя. Но на самом деле не знаю, поскольку изначально транс был включен по мостовой схеме, а после наших переделок он теперь работает по полумостовой схеме. Разряд стабильный, а такого ведь быть не может, ведь напруга должна в 2 раза упасть.  Хотя может трансформатор изначально неправильно рассчитали и сердечник входил в насыщение и даже в мостовой схеме он также выдавал 25 кВольт + грел охлаждающее масло и транзисторы. По электронной схеме вообще проходится не буду. Одно слово - радиолюбительская технология в действии. Хотя видно, что радиолюбитель очень опытный.

Оффлайн sser

  • Сергей
  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Репутация: +1/-0
И еще вопрос, какое расстояние между центрами трубок и как расположены их ряды.
« Последнее редактирование: 12 Июнь 2014, 13:47:13 от sser »

Оффлайн Sergej_shaggy

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 5
  • Репутация: +0/-0
Расстояние между центрами не помню, примерно 12-15 мм. Расположены по 9 трубок по горизонтали в три ряда.
Но, по-моему, не стоит гнаться за количеством трубок. В принципе, по-моим расчетам, я думаю, что достаточно три трубки по 1,2-1,3 метра и можно получить примерно такую же мощность. Как-то считал дифракционные потери, так выходило, что остальные трубки тупо работают на компенсацию потерь, добавляя по 2-5 % к мощности. То что лазер якобы волноводный: из принципа настройки оптического тракта, когда отражения настраиваются на образование четких колечек, следует, что оптический тракт настраивается на прямое отражение от глухого и полупрозрачного зеркала. Значит отражений от стенок трубок не происходит (не должно происходить при идеальной настройке), следовательно к пучку света, выходящего из отдельно взятой трубки, применимо понятие дифракционных потерь. Думаю, что именно отсюда у таких лазеров очень хорошие свойства лазерного пучка, поскольку все лишние моды и прочее просто уходит в потери.
Короче, как мне сказали наши владельцы лазера - я своими мыслями поставил под сомнение всю работу ИПЛИТ РАН РФ и само существование волноводных и щелевых лазеров, сведя их к простой трубке.

 



SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal