Тема: Проблема с драйвером. Помогите разобраться

[killatest]

Да ну твою ж мать! Уже 17 Вт модули! http://www.ebay.com/itm/450nm-445nm-17W-17000mW-High-power-blue-laser-module-engraving-wood-metal-goggle-/232329874309
Сперва были максимум 10, потом 12, потом 15, теперь вот 17. Обрабатываемые материалы - сталь, алюминий, керамика камень!!! Скоро будут видео как режут стальные пластины в три прохода...
Китайцы каждые полгода по паре ватт накидывают. Походу, просто переклеивают наклейки. Скоро СО2 трубки будут выглядеть совсем уж бледно на фоне -дцати ваттных диодных лазеров.

[Gall]

Не за что. На самом деле тут играет роль еще аудитория форума - здесь не приветствуются нежелающие учиться, а равно и барыжащие китайскими указками. За счет чего школьники с пыщ-пыщ-лазерами сидят на известных других сайтах, а сюда приходят люди в основном с интересными вопросами. Если же и я ответить не смогу, тогда вам к Phil Hobbs. Он ученик самого Зигмана. Если же и он не знает, значит, вы, вероятно, пишете докторскую

Кстати, главный тематический ресурс по лазерам - это Sam's Laser FAQ. Там чуши нет. Но там по многим темам информация скудная. Зато много про то, как сделать лазер с нуля, из сырых материалов. По теории лазера Звелто - наше все, по электронике - Хоровиц и Хилл, Титце и Шенк, ну а если стекло выдувать или линзы шлифовать вздумаете, это Джон Стронг.

Свистеть в самом лазере вроде как нечему. Но. Наверняка прямо на выводах лазера сидит конденсатор, и очень может быть, что он сегнетоэлектрический. Он как динамик работать может. А вообще китайцы могли туда и дроссель засунуть, с них станется. Вот тут очень хочется осциллографом посмотреть, что же там в питании делается: только на слух это не определить.

С внешними признаками штука такая. У той же Nichia была какая-то модель диода, которая 5 мм и в каталоге отсутствует. В проекторы Casio ставили, модель навскидку не помню. Ее полный аналог выпускался в 9 мм и был в официальном каталоге. Похоже, просто по спецзаказу делали тот же кристалл в другом корпусе. Такие

А нагло врать китайцы могут. Я у них уже насмотрелся на разные вещи, начиная от перепутанных проводов на печатной плате и кончая наглой подделкой под Mitutoyo.

С мощностями еще такая штука. У лазера можность определяется не током самим по себе, а превышением тока над пороговым. Пороговый ток можно в принципе измерить: до него лазер - просто светодиод. А вот от этого порога уже линейно: скажем, если порог 1 А, то мощность при токе 2 A будет вдвое больше, чем при 1.5 A. Что касается фокусировки, там еще важнее: нагрев обратно пропорционален площади пятна, т.е. квадрату диаметра. Поэтому сфокусировать чуть-чуть лучше - это все равно что лазер вдвое мощнее взять. Факторов тут много. Я вообще подозреваю, что модовый состав луча влияет больше, чем полная мощность, так как хорошее фокусное пятно дает только TEM00, и 1 Вт в чистой TEM00 лучше, чем 2 Вт в 100500 разных мод, которые все равно уйдут мимо.

В импульсе многие лазеры действительно могут дать большую мощность, но речь о действительно коротком импульсе. Может быть о микросекундах. Так что эта величина ничего толком не значит. Короткий импульс спасает от перегрева, но бессилен против COD (catastrophical optical damage).

А если металл маркировать, тут главный фокус - это лазерное травление. Луч лазера может не только греть, он еще очень хорошо провоцирует химические реакции. Берется агрессивная среда (жидкость или газ), в ней даже слабый луч на металле рисует. Существуют специальные "краски", их мажут на металл, потом рисуют лазером, потом смывают. В общем-то прожигание фанеры - оно тоже отчасти из этой оперы, жжет ведь кислород воздуха. Но физика явления другая, лазер обеспечивает только нагрев. При лазерном травлении фотон непосредственно запускает химическую реакцию, как в фотографии, без тепла.

[Gall]

Ну, CO2 они не переплюнут по очень простой причине: 10600 нм. Не проходит через прозрачные материалы. Оргстекло резать. И от мощных синих лазеров непонятно как защищаться, хорошие очки 100 евро, дешевые очки лазер просто прожжет насквозь. А от CO2 любое оконное стекло дает достаточную защиту

[avrerum]

Да ну твою ж мать! Уже 17 Вт модули! http://www.ebay.com/itm/450nm-445nm-17W-17000mW-High-power-blue-laser-module-engraving-wood-metal-goggle-/232329874309
Сперва были максимум 10, потом 12, потом 15, теперь вот 17. Обрабатываемые материалы - сталь, алюминий, керамика камень!!! Скоро будут видео как режут стальные пластины в три прохода...
Китайцы каждые полгода по паре ватт накидывают. Походу, просто переклеивают наклейки. Скоро СО2 трубки будут выглядеть совсем уж бледно на фоне -дцати ваттных диодных лазеров.

Во первых там в импульсном режиме 17Вт, а рабочее в непрерыве 8Вт и то полагаю что приврали малость, ибо ток потребления 3А и 12В для драйвера, посчитайте мощность*на КПД и будет мощность ЛД, и то это без КПД драйвера условно примем за 100%.Да и разгонять даже в импульсном режиме в 2раза думаю чревато для срока службы ЛД... На счет СО2 Gall прав по поводу качества луча, у ПП лазеров два основных преимущества, это размеры и вес, и КПД, но качество особенно на больших мощностях, где многоапертырные линейки применяют-ужасное.
Хотя ДПСС лазеры по качеству не хуже СО2, и ТЕМ00, и стабильность хорошая...

[Gall]

DPSS по КПД проигрывают, все же минимум два этапа от электричества для луча, если не три. Потери накапливаются. Но. Я бы не стал лазером заменять школьный лобзик и выжигалку по дереву. Не очень оно того стоит. Высокотехнологичный агрегат, делающий то же самое, что в СССР на труде в 5-м классе... хм. А вот если добавить обработку такого пакостного материала, как оргстекло, тогда уже смысл более чем появляется. У нас в хакспейсе резак режет 70% фанеру, и по большей части - ерунду, которую режут чисто "потому что могут", в основном фанерные коробочки в шип или просто раскрой листа по прямой. А вот остальные 30% - это оргстекло, пластик, всякие мелкие детали, даже шестеренки декоративные, или гравировка по прозрачному оргстеклу для подсветки сбоку - тут уже диод не справится, не та длина волны. Хотя, если сделают диоды, работающие в дальнем ИК, то я двумя руками за. Крутить гайки большим ключом в трех сантиметрах от метровой стеклянной дуры - не самое спокойное занятие.

[killatest]

Стою в сторонке, смотрю, как ветеран общается со старожилом на профессиональном языке. Наслаждаюсь.
Но влезу-таки, приземлю тему к своему уровню.
Разобрал свой модуль. Там, как и следовало ожидать только диод, никаких кондеров и катушек. Так что, возможно, звук обусловлен термическим эффектом, резким разогревом в канале луча или что-то подобное.
Про 17 Вт модули и средние их мощности все понятно, это обсуждалось, что это скорее маркетинговый ход. На практике пиковая мощность в микросекундном импульсе никому не интересна, поскольку процесс занимает вполе определое время а средняя мощность - она у всех этих 7-10-12-15-17 одинакова.
Sam's Laser FAQ у меня в закладках, но в основном почитал там только раздел про безопасность. Но уровень мне показался очень приземленным, "водянистым", ликбез, иными словами. Но может для начала это и хорошо.
Поддался искушению, скачал Хоровица и Хилла. Хорошая литература, если кто хочет разобраться в вопросе. Довольно разжовано.
Звелто тоже скачал. Очередной раз убедился, что сем старее книга, тем более толково и доступно написана. Ну в данном случае - переведена. Перевод Сорокина мне показался более читабельным, чем Козлова. Конечно только по выборочным фрагментам. Осилить 600 (а в новом издании 700+) страниц теории... фуф, я такое только в студенческие годы мог себе позволить. Но кой-чего посмотреть можно.

[Gall]

У Сэма и правда очень много ликбеза, в главе по безопасности особенно. Но главное - то, что у него есть конкретика по тому, что встречается в серийной технике. Не абстрактные "а вот еще так делать можно".

[killatest]

И снова я.
Намедни пришел мне новый драйвер. Старый в ходе экспериментов громко щелкнул и завонял, классика, одним словом. Выставил на новом заведомо рабочие напряжение и ток, подключил диод - молчит. По всей видимости, в прошлый раз умер не только драйвер, но и диод тоже. Грустно, конечно. Но вот интересно стало, когда умирает диод, что с ним становится?
Как пишут "знатоки" в интернетах "вышибает резонаторы". Это цитата. Более развернутого объяснения не нашел. Помему резонаторы во множественном числе и что значит вышибает, если там резонатором является сам кристалл? Если его пробило, то он должен стать проводником. Если что-то отгорело, то должен перестать проводить ток. Но мой, например, рабочий ток держит, но не светит. Хотя, холдер, вроде не греется. Но я не долго держал его под напругой.
Ну и другой вопрос. Как опять-таки пишут такой диод можно использовать для проверки и настройки драйверов для аналогичных диодов, поскольку токовые зарактеристики такого подпаленого диода мало отличаются от рабочего. Если это так и я в ходе эксперимента буду подавать на него ток "до упора" (с целью определить максимум, дабы понять какой это был диод на самом деле), то в момент когда он умрет окончательно, не сгорит ли при этом и драйвер? Ведь если будет пробой и диод попросто закоротит, то и драйвер (я не знаю, насколько он защищен от кз) вылетит?
Хотя получится забавно - сперва драйвер убил диод, потом диод убьет драйвер

[Gall]

Происходит вот что. Внутри лазера, между его зеркалами, интенсивность излучения очень велика. Гораздо больше, чем на выходе: помним, что выходное зеркало полупрозрачное. У некоторых оно очень слабо прозрачное, 1%, это значит, что внутри лазера излучение в 100 раз сильнее, чем на выходе. У полупроводниковых поменьше, но все равно много, зато там сам кристалл маленький: "идеальная фокусировка", вообще все излучение проходит через него. То есть внутри диодного лазера плотность излучения выше, чем в той точке, которую он жжет.

Ну то есть понятно: вот у нас лазер, который прожигает металл. Из какого-такого магического материала тогда у него зеркала сделаны должны быть? Ладно, диэлектрические или вообще на внутреннем отражении. А теперь добавим мощности, получится лазер, который прожигает стекло. Какая теперь требуется магия, чтобы он не прожег свой собственный кристалл?

Вот примерно это и происходит. Если лазер маленьких размеров включить на большую мощность, он прожигает сам себя собственным лучом. У маломощных (1 мВт) лазеров первыми летят зеркала. У лазеров помощнее зеркал может не быть вообще, там могут быть просто полированные плоскости самого кристалла или вообще распределенная обратная связь. Это прочнее, но не бесконечно прочно, и при какой-то мощности полетит уже сам кристалл. Что именно - как повезет, от конструкции зависит. Может порушить структуры, отвечающие за оптику (превратить лазер в светодиод), а может электрические подводы пожечь, если они достаточно близко и на них тоже попадает. Маломощные лазеры обычно превращаются в светодиоды, у мощных может отгореть электрический подвод к кристаллу. Общее название всех этих поломок - "COD" (catastrophical optical damage).

Разумеется, производитель хочет сделать лазер помощнее, поэтому у большинства лазеров мощность ограничена как раз их прочностью. То, что написано в паспорте - это как раз и есть, с разумным запасом, максимальная мощность, которую кристалл способен выдержать. Процесс разрушения часто очень быстрый (по принципу лазерной абляции), может произойти за наносекунды. Поэтому, в частности, лазеры боятся статики: статического разряда с рук как раз хватает, чтобы лазер от него запустился и проработал пару микросекунд с адской мощностью. По той же причине конденсатор последнего фильтра надо паять к лазеру и ни в коем случае нельзя ставить между ним и лазером разъем: плохой контакт в разъеме приводит к тому, что конденсатор от питания сначала заряжается, а потом (после восстановления контакта) разряжается в лазер, разумеется, без стабилизации тока. Это два самых частых способа сжигания лазера. Третий - плохой дизайн питания, когда стабилизатор тока допускает перерегулирование в момент включения: видя нулевой ток в первый момент, начинает его повышать и промахивается выше номинала, не успевает затормозить. Рецепт против этого - аккуратный расчет обратной связи по диаграммам Боде. Люди считать обычно не умеют и делают по принципу "поставим конденсатор побольше", что неправильно и иногда может дать обратный эффект.

[killatest]

Познавательно. Спасибо!
Мой диод сейчас не светит - ни как лазер ни как светодиод. Это как? Просто все в тепло уходит, минигрелка?
Ну и практический вопрос остался, можно ли на него сейчас подать максимальный ток, не повредит ли это драйверу в момент последнего вздоха диода?

[Gall]

А ток-то идет через диод? Бывает обрыв внутри, тогда тока не будет. Бывает разрушение p-n-перехода, тогда в обе стороны одинаково ток проводить будет, как резистор. Можно проверить.

Драйверу скорее всего по барабану, ему все равно, что у него на выходе. Но получить из этого полезную информацию вряд ли удастся. ВАХ наверняка сильно изменилась.

[killatest]

Да ток идет, поднимал до 1,7А при напряжении около 4,6В. При этом диод звонится как диод - только в одну сторону, то есть не пробит.
Кстати, мы в теме упоминали модуль в "17W". Поскольку в любом случае мой модуль сдох, я начал смотреть чем бы его заменить. Пообщался с этим продавцом. Оказалось, что этот модуль из 2 диодов по 3,8W. Сводят лучи призмой. Так что, судя по всему, скоро действительно появятся сборки по мощности соперничающие с СО2 трубами малой мощности. Конечно, они СО2 пока не конкуренты, но за счет аппаратной простоты, вполне могут свой кусочек рынка отвоевать. Например раскрой фанеры на дешевых чпу размером 1х1м. СО2 таких размеров все-таки это уже здоровенная дура.
И еще он признался, что диодов NUBM44/47 в Китае в продаже нет. В модулях все торгаши ставят эти 3,5-3,8W из сборок для накачки. Вот такой бизнес.

[Gall]

Ага, ясно. А так как луч многомодовый, то и фокусируется так себе. Видимо, лазерный резак 40 Вт за $300 еще долго будет вне конкуренции. То, что трубка громоздкая, на самом деле мало мешает, ведь сам резак не меньше, чем его рабочее поле, и лишняя длинная коробка сзади ничего принципиально не меняет. И все равно в любом резаке внизу нужен большой пустой ящик, чтобы в него уходил луч после прожигания, иначе луч отразится и попортит заготовку снизу. Большие резаки по 100 Вт - они внутри вообще пустые, весь громадный шкаф там - это просто мусоросборник под полем резания.

[avrerum]

Да ток идет, поднимал до 1,7А при напряжении около 4,6В. При этом диод звонится как диод - только в одну сторону, то есть не пробит.
Кстати, мы в теме упоминали модуль в "17W". Поскольку в любом случае мой модуль сдох, я начал смотреть чем бы его заменить. Пообщался с этим продавцом. Оказалось, что этот модуль из 2 диодов по 3,8W. Сводят лучи призмой. Так что, судя по всему, скоро действительно появятся сборки по мощности соперничающие с СО2 трубами малой мощности. Конечно, они СО2 пока не конкуренты, но за счет аппаратной простоты, вполне могут свой кусочек рынка отвоевать. Например раскрой фанеры на дешевых чпу размером 1х1м. СО2 таких размеров все-таки это уже здоровенная дура.
И еще он признался, что диодов NUBM44/47 в Китае в продаже нет. В модулях все торгаши ставят эти 3,5-3,8W из сборок для накачки. Вот такой бизнес.

Да есть линейки и по 100Вт!Можете купить 40Вт линейку и раскочегарить до 60Вт ибо они живучие довольно-таки, НО сфокусировать Вам ее не удастся так как СО2 лазер! Есть только один выход по диодным мощным, этими линейками качать ванадат или ИАГ или др. кристалл в зависимости от необходимости и длины волны это система DPSS называется, или качать волоконный лазер у них сейчас КПД до 30% доходят, другого способа нет пока-что.

[Gall]

Что дает общий КПД хуже, чем у CO2, а цену выше.