Обсуждение лазеров для накачки волокна

Да, был не прав. Нашел в теме "Какова расходимость луча самодельного Yag обычно", что не вы утверждаете "Без модуляции с диодами никакой искры не будет". Отредактировал сообщение выше.

Чтоб не было лазерной искры. Кварц лучше изолятор, нежели воздух. И у него такая чистота, что пару децибел на километр теряется, чего бы ему плыть?

Одной достаточно. Но по какой-то причине коллиматорные делают из двух - выпукло-вогнутой и двояковыпуклой. Вероятно технически проще изготовить, чем асферическую одну. Но у меня есть немецкие асферические для станка, значит дело чисто в китайцах и станки, в которых стандарт из двух линз задан. Можно не заморачиваться и поставить одну фокусировочную линзу (они так и называются, по факту сферические), все равно для дома не получить такой же тонкий луч, как с полноценными волоконными лазерами (либо резать диафрагмой или ставить огромное зеркало или линзу).

 

Хотел бы прояснить технические детали коллиматоров.
выпукло-вогнутой может быть и рассеивающая и фокусирующая линзы, все зависит от радиусов кривизны поверхностей.
Коллимация излучения применяется в различных устройствах и их конструкция обусловлена областью применения. Мы пришли к согласию, что расходящееся излучения из волокна вполне коллимируется одной линзой, так что, что за коллиматор в ваших руках надо выяснять для чего он сделан.
и мне не понятно вы часто употребляете "асферическую линзу". Откуда она в коллиматоре? Да такую линзу используют для пучков с астигматизмом, излучение LED. но волокно хорошо гомогенизирует излучение, те выравнивается угловой спектр и асферичекая поверхность тут не нужна.

Все не так однозначно. Ясно что вакуум лучший изолятор, чистый воздух близок по свойству к вакууму. Но в реальном воздухе есть пылинки и аэрозоли, которые могут значительно снижать порог пробоя. В кварце пылинок нет, но есть свои неднородности и привысокой мощности излучения термические линзы неизбежны, хотя конечно кварц имеет маленький ТКР. Вопрос при какой мощности ...

 

Collimator fiber laser lens называется, когда выход расширяющегося излучения из волокна с помощью коллимационных линз преобразуют в "параллельное". Для этого обычные сферические линзы не подходят, у них фокус не в одной точке. Потому и используют асферические, которые по какой-то причине изготавливают как две составные линзы.

 

Сейчас посмотрел, этот коллиматор, да две линзы - дублет, для исправления аберраций, не думал что для довольно монохроматического излучения потребуется дублет, в телескопе рефракторе и объективах да обычно применяются. Эти линзы сферические обе просто сделаны из разных материалов, для компенсации хроматич аберраций.

 

Китайцы заявляют для некоторых изделий до 15кВт. В принципе для диодных модулей можно брать любые кварцевые окна и линзы, главное что бы это был действительно кварц. Взять даже кварцевое волокно, оно же не повреждается в заводском исполнении, а при этом вся мощность концентрируется на мизерном сердечнике в сотню другую микрометров.

Я конечно не специалист, но тоже не могу понять зачем для монохромного излучения используется дублет?? Да и асферика тоже как бы не совсем нужна. Все эти ухищрения для полного спектра, скажем так RGB. Из за особенности дисперсии в стекле показатель преломления стекла зависит от длины волны света. Поэтому невозможно простой одиночной линзой свести RGB собрать в одну точку, неизбежно появятся хроматические аберрации. Именно для этого придумывают схемы как минимум из двух разных сортов стекла в виде склейки, либо с воздушным промежутком, а так же асферику из низко дисперсного стекла.
Но для монохрома с точки зрения здравого смысла все это не нужно. Возможно тут имеет место унификация. То есть не надо дополнительно рассчитывать новые оптические схемы и само производство линз поставлено на поток, достаточно нанести только нужное просветление. Это более простой и дешевый путь.
Добавил скрин стандартного дублета. Передняя положительная линза как правило из стела К8, задняя отрицательная какой нить тяжелый флинт.
Но если обе линзы будут из кварца, то такой кварцевый дуплет не будет иметь никакого смысла!!!

 

Обе линзы изготовлены из кварца. И это не с абберациями бороться, а чтоб фокус был в одной точке. Линзы шлифуют со сферической формой поверхности ради дешевезны и простоты процесса. Как писал ранее, сферические линзы не имеют точного фокуса. Даже у мощных указок используется асферическая и гуглиться как коллиматорная, а иначе бы расходимость была гораздо выше.

 

Ваши доказательства?

уже говорили, для широкого спектра есть хроматич аберрация, в остальном есть конечно и другие аберрации, но они не правятся шлифовкой линз.

Нет это не так. Если бы там была асфрическая линза были бы две пертяжки , а этого нет.

 

Ув тов Optics, ваши доказательства, что есть материал, способный выдержать 1.5-20 квт, из которого можно изготовить линзу 20 мм диаметром ценой 1000-2000 руб?

https://ochkisun.ru/news/chto-takoe-asfericheskie-linzy-dlya-ochkov/ смотрите иллюстрацию, в чем отличие сферической от асферической линзы и сколько там перетяжек.

 

Погонял сейчас 260вт модуль. Проверил уровень пропускания китайского объектива. Результаты не точные, мощность плыла из за нагрева модуля, плюс луч с волокна имеет высокую расходимость.Поэтому пришлось светить в переднюю часть объектива, а датчик устанавливать сзади. Иначе никак, по нормальной схеме с передней линзы идет пучок во всю апертуру, а у датчика пятачок диаметром 10мм. Соответственно убрав объектив, приходилось датчик двигать вплотную к волокну.
В общем получилось следующее. Напрямую 583мВт, через объектив осталось 15мВт. Пропускание 2.57% Не знаю даже на что это списать.
Накидал фото как выглядел импровизированный стенд Использовал магниты для крепления волокна и удержания всего остального. Довольно удобно.

 

Также испытал очки. Стандартные ЗН22-СЗС22. Мощность на выходе модуля 723мВт, через очки 1.3мВт, что дает 0.18% пропускания и это это очень хорошо.
К сожалению я их прожег, хотел снять красивый кадр, крутанул ручку на лабораторнике чуть выше и увидел на стекле очков светящееся желтоватое пятно. Похоже что там таки не стекло, а возможно пленка наклеенная на стекло? Оплавление словно это пластик.
Возможно новодел, маска сделанная из ПВХ воняет так, словно прямиком из подвалов китая. Я ее уже и мыл и проветривал, запах не уходит.

 

Ну а лучший результат получился с TS Optics Guidescope AC 80/328 TSL80D. Волокно удалось сфокусировать в точку, при этом апертура безбожно резалась внутренностями трубы, плюс расходимость у самого волокна очень большая. Я промерял, при таком фокусном, примерно 400мм, линза должна иметь диаметр не менее 110мм, что бы исключить обрезание апертуры.
Но тем не менее, даже при таких условиях и мощности менее чем половину, фанеру 3мм шило насквозь.
В свою очередь волокно с китайским объективом несовместимо вообще никак, изначально слишком широкое пятно и и отрицательная линза на входе его тупо рассеивает.

 

И да, вроде получилось сколоть нормально. Для этого я тщательно удалил пластик с волокна. Надо быть осторожным, без пластиковой оболочки кварцевая нить очень хрупкая. Далее обезжирил волокно бензином -калоша с безворсовой салфеткой и сколол на нульцовом скалывателе.

 

Надо придумать еще какой аттенюатор приспособить для измерителя мощности, иначе сенсор зажарится в ходе экспериментов.
Что можно сделать? Отбирать мощность стеклом установленным под 45 градусов, а перед сенсором поставить ИК фильтр для дополнительного подавления?
Ставить темное стекло не вариант, прогорит мгновенно.

 

Я утверждал что-то такое? Нет вы ошибаетесь!

простите это рекламный буклет к оптике не имеет отношения!
Да, я немного зациклился на том что асферическая = цилиндрическая. На самом деле конечно нет. Форма линзы показанная в рекламе применяется напр в DVD головках, но там все не так как наривовано по вашей ссылке. Вполне допускаю, что такого типа линзы используются в фокусирующей оптике. Дело в том что сфера хорошо работает в параксиальном приближении, а в мощных лазерах пучки имеют широкий угловой спектр большую апертуру. Не могу сейчас определенно сказать про дедостатки таких линз, но то что они не панацея точно!

стекло СЗС-22 прожигается лазером. Там не пленка. Для получения струи горячего воздуха, светил полваттным лазером 850 нм импульсом 20 мс, сфокусированным в 100 микрон, прогорает очень быстро, поглощение высокое стекло плавится, смотрел в микроскоп.

все таки, точка должна иметь размеры, а то как то несерьезно получается.
На третьем фото в первом посте - это выход из волокна светит в объектив?

 

Может бракованный? Попробуйте по совету ранее посмотреть проекцию изображения от обычной люстры, где будет фокус и будет ли вообще. Вероятно это расчитано только для модули с вырванным волокном, где расхождение низко, по сути мало отличается от обычного расширителя.
Еще смотрю на вашу фотку и подозрение, что вы не понимаете, как использовать. Из большой линзы луч должен выходить жирный, сфокусировать его вблизи не является рабочим режимом расширителей луча, они только для больших расстояний. Может в этом все дело?

Про защитные очки, мои почти не пахнут, уж точно не раздражают и не пришлось мыть, но по опыту пвх изделий знаю, что даже от их цвета может зависеть вонь. Раз уж повредили, можно то место чем-то закрасить/залепить, но небось из-за неровности проплава будет сильно рассеиваться в разные стороны в месте повреждения и снижать опасность излучения. Но все таки с такими вещами лучше не рисковать. Если у вас есть зеркало на 1064 или даже фильтр от камеры на 650 нм, можете приделать для еще большего подавления.

Есть таблицы для отражения под разные длины волн и материалов, можете эффект френеля использовать для контроля уровня отраженного излучения довольно точно (если параллельный луч). Если рассеяное, то даже 45 градусов дадут огромную погрешность измерений. Или пытаться какой-то поглощающий тоннель делать, чтоб как-то угол ограничить. Вы вообще что хотите измерять, пучок из волокна в районе 15 градусов расходящийся? Он же еще неоднороден ппц, если фотодиодом мерить.

Суть не меняется от того, что кто-то криво рисует линзы для обывателя. Задача получить максимально тонкий луч в фокусе, потому что от этого зависит скорость, качество и глубина реза. Если бы это можно было сделать двумя сферическими линзами, то их бы и ставили. О чем вы пытаетесь спорить - не понятно.

 

Ориентировочно меньше миллиметра судя по пятнам в материалах оставленных при кратковременном импульсе.

Я вижу возникло недопонимание. Цель опыта проверить пропускание. В штатном режиме объектив с волокном не запустить. Поэтому я установил объектив задом -наперед. Выход с волокна при этом фокусировался передними линзами, потом попадал в заднюю рассеивающую и после нее прямиком в сенсор. Цель, исключить обрезание апертуры.
Я перед этим все моделировал в визуале, красной лазерной указкой.
З.Ы. дополню, указку я предварительно расфокусировал, что бы расходимость луча соответствовала волокну.

 

Фокусируется, проверил по люстре с бумажкой, потом прикрутил через адаптер к Canon 6D. Рабочий отрезок там как пишет гугл 44мм и сделал фото.
Объектив темный, мылит и искажает цвета.
З.Ы. добавил еще фото. По рискам на объективе видно на какой позиции он поймал фокус. И надо отметить при опыте с лазерными указками он фокусировался примерно где то там же. А в других положениях он просто размазывал пятно.

 

Цель замер мощности в точке. Можно попытаться сделать трубку с отводом. В трубке стекло под углом, в отводе ИК фильтр с сенсором. В самой трубе на входе и выходе диафрагмы для коллимации.
Перед замером мощности светим сначала модулем с известными характеристиками. Записываем значения, вычисляем коэффициент. К примеру у нас получилось один к 100. Делаем замер волоконника, умножаем результат на коэффициент, получаем результат.
Все это из за банальной нехватки денег. Мне не по средствам приобрести готовый мощметр на киловатт.

 

Если я предположу что скорость - это количество бабла , насколько я буду точен?
Участники обсуждения могут иметь свои цели в обсуждении технических вопросов. У вас цель - не вдаваясь в детали сделать больше и качественней. У меня цель понять в чем разница сферич и асферич линз, как они работают, что там с фокусировкой и тп. Если я понимаю эти вопросы , я могу точно сказать как получить любой наперед заданный результат. Если нет, то человек будет тратить средства и время перебирая бесполезные решения. Каждый выбирает свою тактику, не надо искать подвоха или каких то личных счетов в техническом вопросе. Не надо думать что есть большие дяди которые все за нас знают...
Так вот, сферические поверхности действительно исторически используются в оптике в силу простоты и технологичности изготовления. Использование асферичеких поверхностей приводит к решению одних недостатков за счет других. Поэтому важно понимать чем вы платите за асферич линзу. Что там с фокусом. Ведь для резки толстых материалов, важно иметь луч узкий с большой глубиной фокуса. Асферическая поверхность решает задачу сведения лучей в одной простраственой точке, но глубина фокуса остается под вопросом, кроме того у асферических поверхностей 2 фокуса, так что полагать, что асферическая линза решает все проблемы, большое заблуждение.

да правило простое, при падени поднормалью - отражение минимальное, чем больше угол тем выше отражение. Если свет поляризован, то чтобы избежать провала в отражении надо выбирать S поляризацию. Если надо получить ослабленное мощное излучение, то либо несколько отраджений близких к нормали, либо если поляризация есть, то повернуть ее так что была P поляризация и под углом Брюстера получить минимальное отражение.

Если в вашем объективе вторая линза рассеивающая то это система Галилея
http://aco.ifmo.ru/el_books/introduction_into_specialization/glava-5/glava-5-3.html
а ваш искатель это система Кеплера. Естесственно они работают по разному, у галилея существенный недостаток - узкое поле зрения, те чуть чуть вне оси и какчество изображения сильно падает.
Поэтому ваш объектив будет работать более менеее как расширитель пучка , те когда почти параллельное излучение падает на рассеивающую линзу. В случае если у вас выход из волокна, то вследствие высокой расходимости работать объектив не будет и будет сильно резать пучок.

 

Вы невнимательно читали мои сообщения. Коллиматорная двойная линза ставится от волокна, чтоб получить "параллельный" луч. Далее этот "параллельный" через фокусирующую сферическую линзу (тут уже фокусное расстояние можно менять под разную глубину реза). Далее защитное окно и сопло. Далее резка.

Именно так. Поэтому берут станки с серводвигателями, вместо шаговых и мощностями лазера побольше, хотя и пары киловатт хватает для реза на вполне хороших скоростях по меркам обычного пользователя. Но это все меня не касается, т.к. не обладаю таким оборудованием и просто несколько лет назад наткнулся на модули накачки и понял, что их мне и не хватало для нужд самодельщика. Информации очень мало по ним и по волоконникам, много ошибок наделал и денег потратил, поэтому и пытаюсь тут советы давать, чтоб другие не залетели на бабосы в розовых очках.

Тогда у меня лишь две идеи: 1) расчитан только на модуль с выдраным волокном; 2) расчитан на модуль с выдранным волокном и не удаленной линзой ввода в волокно (что менее вероятно). Зеленые указки 303 модели позволяют сделать луч похоже расширяющимся (надо около 1.5 градусов). Если будет толстый луч на выходе с возможностью сфокусировать на большом расстоянии (в метрах), то догадки подтвердит. А чтоб использовать с волокном, значит придется ставить доп линзы, что снизит качество и так.
В любом случае, хорошо что вы сняли на фотик, однозначно не стоит покупать, если есть линзы собрать самостоятельно, качество такое же.

Тогда самое простое сделать диафрагму из металла и по обратную сторону какой-нибудь рассеиватель, типа кварцевое окно наждачкой загрубить (если с двух сторон, но еще равномернее будет рассеивание). И за рассеиваетелем фотодетектор. От расстояния датчика до рассеивателя будет зависеть затухание, никаких аттенюаторов не понадобится.