Тема: Вопросы от новичков.

[Gall]

Тысячи часов, точнее никто не знает.
Держать температуру можно любую, лишь бы постоянную. Важна не температура, важна неизменность.

[Василий]

Я новичок на портале лазеростроителей. Хочу обратится за советом.

В данный момент делаю оптический пинцет в качестве дипломной работы бакалавра (оптическая часть установки практически собрана). Для оптического пинцета купил лазерные модули https://www.chipdip.ru/product/r-250-680nm  (250 мВт 650 нм питание 12 В) и https://www.chipdip.ru/product/r-100 (100 мВт 650 нм питание 3 В,  до 300 мА).

Порекомендуйте пожалуйста схемы с низким уровнем пульсаций.

Нужен блок питания хорошо стабилизированный по напряжению для 250 мВт лазерного модуля с возможностью плавной подстройки напряжения скажем от 5 В до 12 В (При включении думал плавно поднять напряжение до 12 В ибо боюсь вывести модуль из строя). 

И линейный стабилизатор тока для лазера в 100 мВт с возможностью плавной подстройки тока. Хочу медленно вывести на режим до тока 200-250 мА чтобы кристалл не начал деградировать.

Я не занимался никогда блоками питания. Есть два старых компьютерных БП
возможно ли использовать компьютерный АТ БП в качестве стабилизированного источника напряжения без существенной переделки ? Или может создать стабилизированный БП с нуля ?

Заранее благодарю !

[Gall]

Второй модуль уже имеет собственный блок питания. Подать на него 12 вольт можно от любого источника. Плавная подстройка напряжения для него не имеет смысла, он все равно все по-своему стабилизирует. Если подстройка нужна, то это уже какая-то другая задача. Любой мелкий Meanwell тут подойдет.

Первый модуль имеет, вероятно, собственный стабилизатор тока. С обратной стороны у него что находится? Или вы его сменить хотите?

[releyshic]

Привет Всем!

Подскажите товарищи:
1. Если скрестить 2 лазерных луча одинаковых диодов, то в месте скрещивания свет будет ярче? есть ли простая формула для расчета насколько ярче визуально будет точка, в % ?

2. а) Если например, взять лазерную указку и запитать её ШИМом, то с каким заполнением и на какой частоте лазер перестанет быть видимым глазу, и на какой мозгу (ну хотя бы для глаза, т.е. просто невидимым станет)?
б) Насколько быстро лазерный диод тухнет и зажигается, т.е. он ведь это не мгновенно делает и как по информации из даташитов на лазеры можно хотяб примерно прикидывать это зажигание/затухание?

[Gall]

1. Взаимно некогерентные лучи просто суммируются.

2. Ни на какой. С повышением частоты глаз начнет воспринимать луч как постоянно горящий в половину яркости. Высокочастотный ШИМ неотличим от просто снижения мощности.

3. Сама лазерная генерация наступает за наносекунды, и частота ограничивается почти исключительно электроникой. У лазера есть емкость, как у любого диода, а ОС по току работает не мгновенно. Всегда скорость упирается в драйвер: на слишком высоких частотах драйвер не справляется с регулированием и может даже спалить лазер. Стройте корректные диаграммы Боде для драйвера и считайте переходные процессы.

[releyshic]

2. Ни на какой. С повышением частоты глаз начнет воспринимать луч как постоянно горящий в половину яркости. Высокочастотный ШИМ неотличим от просто снижения мощности.

неправильно написал, затупил чегото ))
На какой минимальной частоте и с каким заполнением лазер перестанет быть видимым? Вообще мне тут главное узнать какая частота видимости говорят что 300Гц для мозга и для глаза 100Гц. Это так? Если я запитаю лазер 300Гц и сделаю заполнение 20% - он будет видим?

3. Сама лазерная генерация наступает за наносекунды, и частота ограничивается почти исключительно электроникой. У лазера есть емкость, как у любого диода, а ОС по току работает не мгновенно. Всегда скорость упирается в драйвер: на слишком высоких частотах драйвер не справляется с регулированием и может даже спалить лазер. Стройте корректные диаграммы Боде для драйвера и считайте переходные процессы.

ой какие ужасы  а есть примеры какието в сети или книга с примерами? расчета  вот этого вот "диаграммы Боде для драйвера и считайте переходные процессы." прям чтоб понятно было.
А высокие частоты это какие? Может мне и не нужно это

Мне хочется сделать так чтобы два луча были с одинаковой частотой и заполнением ШИМ (но со сдвигом по времени на пол периода), при этом не видимые по отдельности, но если их скрестить, то точка скрещивания будет видна. Или я фантазер?  Можно ли такое сделать?

[Gall]

На какой минимальной частоте и с каким заполнением лазер перестанет быть видимым? Вообще мне тут главное узнать какая частота видимости говорят что 300Гц для мозга и для глаза 100Гц. Это так? Если я запитаю лазер 300Гц и сделаю заполнение 20% - он будет видим?

Будет.

Дело не в заполнении (в длительности импульсов), а в средней яркости. Скважность должна быть настолько большой, чтобы средняя яркость лазера была сильно ниже окружающего освещения. Это величины порядка 0.1% или еще меньше в зависимости от мощности лазера. Мощный лазер виден даже при одиночном импульсе длительностью в несколько наносекунд.

ой какие ужасы  а есть примеры какието в сети или книга с примерами? расчета  вот этого вот "диаграммы Боде для драйвера и считайте переходные процессы." прям чтоб понятно было.
А высокие частоты это какие? Может мне и не нужно это

Высокие частоты - это частоты, сравнимые со временем пуска драйвера, т.е. с постоянной времени конденсаторов, которые там стоят. В зависимости от схемы проблемы могут начинаться от 10 Гц, от 1 кГц и т.д.

Расчет схемы делается так же, как расчет любой другой схемы - усилителя, например. Необходимо исключить перерегулирование и самовозбуждение. Как считать такие вещи, есть в учебнике Титце и Шенка, к лазерам это отношения особого не имеет, это просто обычная электроника.

Мне хочется сделать так чтобы два луча были с одинаковой частотой и заполнением ШИМ (но со сдвигом по времени на пол периода), при этом не видимые по отдельности, но если их скрестить, то точка скрещивания будет видна. Или я фантазер?  Можно ли такое сделать?

Невозможно. Исключено.

Неважно, как это сделано - яркость будет просто возрастать вдвое. Коэффициент заполнения ШИМ для глаза просто равноценен яркости. Никакого четкого порога "вот не было видно и стало видно" тут нет.

Более того, при скрещивании лучей в простанстве лучи НЕ меняют свое направление. Поэтому они даже и не просуммируются, если только глаз или экран не находится в точке скрещивания.

Просто два луча света в вакууме никогда и ни при каких условиях не могут создавать подобные эффекты. В воздухе - не могут при разумных мощностях. (При мощностях в сотни мегаватт - могут за счет пробоя воздуха.) В подходящей нелинейной среде - в теории могут, на практике - требуемые вещества настолько дороги, что весь опыт придется делать под микроскопом. (Из серии "а давайте возьмем гигантский бриллиант в качестве экрана".)

Единственное явление, которое тут как-то может помочь - это интерференция. Луч лазера интерферировать может только сам с собой, поэтому лазер должен быть один, а его луч надо делить пополам. Светить лазер может непрерывно, мигать им тут бессмысленно. Создавая разность хода лучей, можно луч зажигать или гасить. Для получения изображения, более сложного, чем полосы или точки, единственный приемлемый практический метод создания разности хода - это фотоэмульсия, требующая проявки в проявителе. Потому что тут требуется разрешение 25000 DPI и выше, на такое способны только специальные фотопластинки вроде ВРП и ПФГ-03м. Экран, способный делать 25000 DPI в реальном времени, пока не создан. (И вряд ли будет создан в ближайшее время: слишком большой объем информации в битмэпке.)

[Q-starь]

Раз уж это раздел для новичков то буду спрашивать всякую ересь:
Этим диодом что можно делать? https://ru.aliexpress.com/item/50W-GTPC-50S-laser-diode-pump-laser-marking-machine-module-YAG-laser-module-factory-wholesale-famous/32710969236.html?spm=a2g0s.9042311.cb0001.58.iDTgG5&scm=1007.13441.76633.0&amp%3Bpvid=3cdfd339-d579-454b-a778-b450081c276f&amp%3Btpp=1 Есть мощнее и с питаловом.

[Gall]

Это не диод. Это твердотельный лазер на 1064 нм. Годится для всего, где нужен просто мощный лазер, вроде обработки непрозрачных материалов, или для преобразования в мощный зеленый. Для большинства задач такие лазеры невыгодны, CO2-трубка стоит дешевле, а может больше.

[Q-starь]

Gall, СО2 труба конечно понятно, но для моей нужды она слишком габаритна, мне ткань кроить и поле большое - 3500х1500, придётся на портал мастырить, вот и думаю каким нибудь диодом обойтись, потому как это сильно упрощает конструкцию, по мощности не могу определиться - дельных советов ни кто не даёт, только критика.
А "мощный зелёный" куда можно использовать?

[Gall]

3500x1500 - это же идеальные условия для CO2-трубы! Как раз потому, что поле большое. Сам лазер ставится сбоку неподвижно, а двигаются только зеркала. И с безопасностью проще - можно обычным поликарбонатом или оргстеклом закрыть, прозрачным. Вот как это делается: https://www.youtube.com/watch?v=kPATrplX5TE

Для ткани можно использовать ИК-лазер 808 нм мощностью в единицы Вт. Не больше: тянуть водяное охлаждение на 5 метров - очень сомнительное удовольствие.

Мощный зеленый лазер может быть нужен для накачки лазеров на красителях, оптических измерений, копирования голограмм и др.

[Q-starь]

Gall, значит мне про траблы с большим полем надули в уши, типа расходимость луча, разный прожиг на близкой и далёкой дистанции... Сам то я не в курсах - не мой профиль. Всё равно с СО2 как то сцыкотно связываться.
ИК в несколько ватт не встречал, думал обойтись синим ватт в 5, пойдёт?

[Gall]

Синий в 5 Вт пойдет, но будут очень серьезные проблемы с безопасностью. Очень трудно на таких размерах делать защитный щиток. Прилетит кому-нибудь в глаз. И мощность маловата для быстрого резания. И еще будет серьезная проблема купить настоящие 5 Вт, а не 2-ваттный лазер, перегруженный до 5 Вт и сгорящий через месяц эксплуатации. А даже если и настоящий - полупроводниковые мощные служат недолго. Я потому и советую ИК на 808, что они и мощнее, и долговечнее, чем синий.

CO2 безопаснее: от него легко защищает любое стекло, поликарбонат, оргстекло, любые прозрачные материалы. Все, что луч не прожигает сразу же, является защитой. А еще CO2 гораздо требовательнее к "зеркалам", поэтому меньше склонен отражаться от чего попало. От блестящей ткани синий отразится, а CO2 поглотится. Трубку можно поставить на 40 Вт и включать не на полную мощность. Бывают трубки и меньше, но на 40 - самая ходовая и дешевая, меньше - дороже и запчасти купить труднее.

Расходимость луча будет, но она существенна только для точной обработки толстых материалов. На фанере 10 мм проблема была бы. Тут надо понимать, что плохо сфокусированный CO2 будет примерно как хорошо сфокусированный синий, т.е. да, прожиг будет разным, но в наихудшем месте будет лучше, чем от синего. Максимум, что тут придется сделать - это корректировать скорость резания, в "хорошем" углу стола надо двигать быстрее, чем в "плохом". И, разумеется, юстировать придется. Для юстировки сразу предусмотрите пилотный красный или зеленый луч 1-5 мВт через те же зеркала и линзы. Не только как целеуказатель, а еще для наводки самих зеркал: свести красный и ИК вместе, а потом настроить по красному легче, чем настраивать сразу по ИК.

Независимо от лазера - думайте, какой будет стол и как будет сделана вытяжка. Стол должен быть сетчатый - ткани не понравится, провисать не будет? Дыму будет много, обязателен отсос снизу из-под стола (он же будет работать как вакуумный прижим) и подача сжатого воздуха сверху под линзу, иначе дым перекроет луч. Дым по ходу луча между зеркал проблемой не является, его там мало. А вот к последней линзе будет пригорать. У наивных экспериментаторов, не позаботившихся о вытяжке, линза забивалась грязью в хлам через полчаса работы.

[Q-starь]

Мне реализация на диоде выглядит проще чем с трубой, в любом случае надо всё это "руками пощупать" а поставить потом трубу на работающую механику думаю не сложно.
Диоды 808 на еБее видел, максимально 4 ватта, но цена :-(
По поводу стола - думаю как. Вообще то проект в стадии переваривания информации. Я немного некорректно описал задачу: резать не чистую ткань, а наклеенную на бандо типа этого http://ishtory.ru/lambrekeny/alfateks-azhurnye-lambrekeny.html/amp основа белого цвета, похожа на искусственный фетр толщиной 1.5 и 2 мм

[Gall]

Эээ, если основа белого цвета, то лазеры видимого диапазона работать будут плохо. Да и 808 - не очень. Белое их будет рассеивать. Да, поглотится достаточно, особенно слоем гари на поверхности, но КПД упадет резко. Еще один аргумент в пользу дальнего ИК - ему на белый цвет плевать.

Собственно, китайцы потому и ставят в дешевые резаки 40-ваттный CO2, а не диоды, что так дешевле. Диоды проще только при очень малых мощностях, но на малых мощностях производительность низкая будет.

Со столом: нельзя, чтобы лазер отражался от стола (будет портить материал) или чтобы поглощался (будет портить стол). Значит, надо, чтобы проходил сквозь стол. Обычно берут стол в виде решетки из тонких металлических полос ребром. И одновременно стол является решеткой для вытяжки дыма. При лазерной резке именно дым - главная проблема, его много. (Поэтому лазерные резаки очень нежелательно ставить в квартире или в помещениях, где должно быть чисто - даже с хорошей вытяжкой дымом пахнуть будет.)