Автор Тема: Er:yag  (Прочитано 251 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн morisempai

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 3
  • Репутация: +0/-0
Er:yag
« : 21 Май 2017, 23:15:57 »
Добрый день, участники форума! 
Для дипломной работы нужны характеристики квантрона http://erbitech.promportal.su/goods/965671/lazerniy-izluchatelj-kvantron-na-osnove-kristallov-eryag.
Даташита не нашел. Данный узел предполагаю использовать в конструкции портативного медицинского прибора перфорации кожи для забора крови.
Либо нужен примерный расчет и входные характеристики подобного узла минимальных размеров.
Рассчитанные мной общие параметры лазерного излучения таковы:
длина волны 2.94 мкм
мощность 15 Вт
максимальное время импульса 36 мкc
максимальное время между импульсами 200 мкс
количество импульсов 1000-2000
До этого опыта в разработке лазерного оборудования не было, спец литературу не читал.
Еще вопрос, можно ли реализовать систему управления импульсами накачки через микроконтроллер?
Если можно, то каким образом лучше усиливать сигнал от МК?   
Вопросов по разработке достаточно много, приму любые советы от хорошей литературы на тему до конструкторских предложений.
Заранее спасибо.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2294
  • Репутация: +136/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Er:yag
« Ответ #1 : 22 Май 2017, 00:16:35 »
У них нет даташита потому, что это не конкретный квантрон, а некий полуфабрикат, который они под заказчика видоизменяют. На самом деле можно взять любой пустой (без стержня) квантрон и вставить в него эрбиевый стержень, они у этого производителя тоже есть. Посмотрите еще на диодные Er:YLF, они эффективнее YAG.

В таком контексте не очень понятно, что означает мощность. Средняя? Пиковая в импульсе? Средняя за импульс? Давайте лучше энергией импульса (в Дж) оперировать, так понятнее.

Управлять от МК - раз плюнуть. Схема зависит от того, накачка будет лазерным диодом или лампой. Если лазерным диодом, то в драйвер накачки заводится управляющий сигнал от МК (ТТЛ-уровень), многие драйверы так могут "из коробки", ну и при разработке своей схемы драйвера это не проблема. Тогда МК непосредственно формирует импульсы, включая и выключая драйвер накачки.

Если накачка ламповая, тогда сложнее. Схема тогда в принципе повторяет схему студийной фотовспышки. Главный конденсатор берется с большим запасом, а лампа к нему подключается через IGBT-транзистор. Трансформатор поджига через конденсатор ставится после этого транзистора. IGBT должен выдерживать кратковременно ток от 100 А и более и полное напряжение лампы, которое в такой схеме не превышает обычно 1 кВ. Управление IGBT делается от стандартнонго драйвера IGBT/MOSFET, а у него уже логический вход. Который можно подключить к МК как напрямую, так и через опторон для безопасности, все-таки киловольты. Суть здесь в том, чтобы не разряжать конденсатор до конца, как в простых схемах, а прерывать разряд, закрывая IGBT. МК тогда тоже формирует импульсы непосредственно, но с поправкой на время зажигания лампы (дополнительно несколько микросекунд). Диодная накачка проще, но требует особых диодов.
« Последнее редактирование: 22 Май 2017, 00:22:06 от Gall »

Оффлайн morisempai

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 3
  • Репутация: +0/-0
Re: Er:yag
« Ответ #2 : 22 Май 2017, 11:00:01 »
Спасибо за ответ!
Энергия одного импульса 0.5 мДж
Er:YLF является достаточно хорошей альтернативой, однако я нигде не могу найти малогабаритных DPSS квантронов, можно ли их где нибудь найти, или же придется делать самому?
Прибор предполагается карманным, поэтому квантрон должен быть не более диам. 15 мм (максимум 20 мм) и длиной не более 50 мм. Можно ли такое реализовать? 
Какова особенность диодов накачки? Определенная длина волны, мощность или что то еще?
 

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2294
  • Репутация: +136/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Er:yag
« Ответ #3 : 22 Май 2017, 20:08:43 »
DPSS-квантрон обычно продается уже как целый лазер, отдельно квантрон без зеркал делать особого смысла нет. Дело в его простоте по сравнению с ламповым. В ламповом надо отражатель и водяное охлаждение, а в диодном - по сути просто диод рядом с кристаллом привинтить. Работы там фрезерному станку на три минуты.

По размерам квантрон без проблем влезет. Кристалл там маленький, основная масса придется на охлаждение - достаточно массивный алюминиевый корпус надо. Тут как раз имеет смысл не использовать покупной квантрон вообще, а отфрезеровать корпус из цельного куска алюминия 6061 и заанодировать, чтобы он заодно и радиатором работал. Внешний корпус - он же корпус квантрона. Думать надо о том, влезет ли схема питания, она тут довольно громоздкая. А еще туда должен как-то влезть замок с вынимающимся ключом. Это - требование закона; прибор, выключатель которого не запирается на ключ, не сможет пройти сертификацию в России и в большинстве других стран. С карманным прибором вообще основные сложности будут по сертификации. Если тот же самый прибор привинтить на простой штатив на стол, сразу куча юридических проблем решается.

Диоды накачки должны быть достаточно большой для данного кристалла мощности. Длина волны должна быть либо 980, либо 1450 нм. При 980 нм теоретический КПД идеального лазера будет  33% - в самом идеальном случае. Для получения требуемых 15 Вт потребуется диод накачки не меньше 50 Вт, а с учетом потерь может потянуть и на все 100. Для 1450 нм КПД уже 49%, тогда 50 Вт накачки скорее всего уже хватит. В любом случае лучше найти готовый эрбиевый модуль: мощности большие, вещь недешевая.

Оффлайн morisempai

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 3
  • Репутация: +0/-0
Re: Er:yag
« Ответ #4 : 22 Май 2017, 21:33:02 »
Очень помогло, думаю дальше сам справлюсь, но это не точно. Спасибо большое!

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2294
  • Репутация: +136/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Er:yag
« Ответ #5 : 23 Май 2017, 22:52:08 »
Не за что, обращайтесь!

 



SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal