Обсуждение лазеров для накачки волокна

Странно, в моих экспериментах проблем не было. Силикон проверял на газовой плите, что именно белеет и в порошок превращается. И он не должен нагреваться сильно, если луч его не жарит. Помню даже пальцами держал линзу 30 мм и за секунд 10 вообще не было никакого нагрева при 250 ваттах луча сквозь нее. Даже если у вас не кварц, а K9 стекло, не должно так греться. Может антибликовое покрытие левое.

 

Промерял кварцевую линзу на длине волны 650nm. Понятно что это не совсем некорректно, но больше пока нечем. Получилось 95.31% что в принципе терпимо. На рабочей волне пропускание может быть еще лучше.
Будем считать что на линзе рассеивается 4.69% что при 290Вт даст 13.6Вт выделяемой мощности. Далее хитрыми формулами можно было посчитать, до какой температуры может разогреться линза, но я не знаю как.
Но практика подсказывает что до сотни легко. Взять к примеру керамический резистор размером с эту линзу 20мм и рассеять на нем 13Вт. Вода на резисторе будет кипеть.

З.Ы. Дополнение. Выводы ошибочны. Качественная кварцевая линза не должна нагреваться. Взять к примеру волокно, в нем нет нагрева, потери есть, но они достаточно малы. То же самое с линзой. Потери будут только на отражение на границе воздух -кварц.

 

формула школьная Q=c*m*dT, Q количество тепла, c теплоемкость стекла, m масса стекла, dT разностьтемператур стационарная.
Значит так: Излучение из волокна, расходящееся, поэтому линза с фокусом в 50 мм сфокусирует его совсем в другой точке, чтобы это понять посмотрите раздел оптики в сети "ход лучей в линзе". Это не сложно, сможете построить и опредлить точку фокуса, зная расходимость.
Я понял что волокно греется в точке крепления? Если так то в этом месте градиент показателя прилломления , которого достаточно чтобы создать линзу с последствиями.
Посмотрел на озоне линзу , это какая то левая хрень, без указания на какую длину волны просветление. Если надо то после каникул могу посмотреть , у меня были желтые линзы. Если линза греется, то не надо ее использвать, толку от нее не будет , только вред.

 

Просветление нужно чтоб больше света проходило насквозь и не отражалось, соответственно это не значит, что остаток поглощается и переходит в тепло. Тут либо линза не из плавленного кварца, либо покрытие дрянь. Вообще очень странно при такой цене уже с накруткой местной, у китайцев минимум 564 рубля фокусировочные видел во времена наибольших скидок.

 

Сдается мне надо покупать оригинал от производителя. Цены там правда уже кусачие и гарантий что пришлют то что заявлено никаких нет.
Раньше я покупал на ебее, там торговали те же китайцы, на проблем с качеством никогда не было!
На ебее и сейчас вроде можно покупать, но все стало более сложно. В частности ряд товаров они отказываются продавать в РФ. Надо мутить схемы через посредников в третьих странах.

Но тем не менее линза себя оправдала, хотя бы в том плане что я узнал что при работе с этим модулем требуется линза большего диаметра, что бы не было обрезания апертуры.

 

Я почему то считал, что если к примеру фокусное линзы 50мм, то мы располагаем источник на дистанции 50мм, а линза его фокусирует с другой стороны, так же на дистанции 50мм. Но такой ход лучей применим скорее всего к плоскому волновому фронту.

Не совсем так. С большой линзой времен СССР нагрева нет совсем.
С китайской линзой горит пластиковая оболочка волокна и волокно раскалено на участке примерно 40мм от торца и вплоть до крепления. Возможно нагрев пошел бы дальше, но крепление снимает тепло. Словно линза отражает свет каким то образом обратно фокусируя его на определенной дистанции, что вызывает данное явление. От положения линзы не зависит, хоть плоской, хоть вогнутой стороной к источнику. Надо попробовать на других линзах, я как раз объектив распотрошил под это дело.
В принципе можно наверное от этого явления избавится, поместив волокно в металлический кожух и оставив снаружи только кончик.

 

Не, в идеальном случае по обратную сторону получится параллельный луч.

 

Может быть есть у кого хорошая ссылка на внутренне устройство лазерной головки диодного лазера. Как там все устроено. Понял в общих чертах что на выходе вроде бы имеются два блока линз. Коллимируюший, который создает параллельный поток и фокусирующий, который непосредственно фокусируется на объекте. Плюс защитное стекло на выходе и сканирующая система.
Но сколько линз в этих узлах, как они расположены не нашел. Понятно что конструкции в зависимости от модели различаются, но общий концепт должен быть един.
К чему это все. Линз там явно несколько и это неспроста. Пытаться повторить это без знаний и ресурсов тупик, да и изобретать велосипед заново смысла нет. Поэтому возможно лучшая стратегия приобрести готовые блоки с линзами и на их основе попытаться уже что то собрать.

 

Похоже так и происходит, когда линза плоской стороной в лазеру, сфет отражаясь от выпуклой поверхности фокусируется в волокне, если выпуклой стороной к лазеру, то свет отражаясь от плоской поверхности, фокусируется выпулой поверхностью туда же.
Вот простая и теория хода лучей
https://mathus.ru/phys/lensthin.pdf
есть более обширное описание хода лучей в оптич системах
http://aco.ifmo.ru/el_books/introduction_into_specialization/#top

здесь в этой ветке было фото внутреннего устройства.

выше с Dn иы обсуждали это устройство. Повторю, свет выходящий из волокна, коллимируется линзой (асферической), затем другой линзой или объективом фокусируется в нужный размер на объекте.

 

Нагуглил устройство режущей головки и коллиматорного объектива.
Я изначально допустил ошибку и не совсем понимая хода лучей пытался реализовать схему на одной линзе.
Волокно не точечный источник и волновой фронт с него идет с некоторым углом расхождения. Без коллиматорного объектива не обойтись. Блок состоит как правило из двух линз и это тоже не просто так, а судя по всему расчетная схема. На рандомном стекле не собрать, надо покупать этот узел в сборе! Цены за оригинал кусаются

З.Ы. В добавок. Качественный кварцевые линзы не должны нагреваться. В кварце как материале потерь на рассеивание почти нет. То же кварцевое волокно холодное, а поток мощности на сечение огромный.

 

Цены за оригинал кусаются
Я такой готовый коллиматор покупал, применил, и прожег визуализационную пластину.
Коллиматор (тип 6 в их списке). https://aliexpress.ru/item/10050095...5.1043385268.1761845639-1882341981.1577209715

 

А здесь предлагают комплекты линз для коллиматора. 1064нм. 4кВт. 1147р за комплект из 2шт. Тот-же порядок цен, как вы покупали с ozon.
В комплекте 2 линзы. Они разные. Но какое между линзами расстояние не сказано.

https://aliexpress.ru/item/10050052...3.1043385268.1761845639-1882341981.1577209715
Так выглядит линза

 

Закажите 30 мм линзы у dmk laser store на али, с браком не сталкивался.

Возможно, просто нужна линза короче фокусом. Но вам не повезло с модулем, слишком большая расходимость. Можете взять 30 мм короткофокусную, но все равно по обратную сторону с этим модулем будет толстоват луч в фокусе.

 

Я пока склоняюсь с такому блоку коллиматора в сборе https://www.ozon.ru/product/raytool...2448483/?from_sku=3222448259&oos_search=false
Есть два варианта, оригинал дороже, не оригинал - дешевле. Минимальное фокусное заявлено 75мм, но в каталоге я такого не нашел. Модели начинаются от 100мм и это плохо, потому как желательно бы линзу D30 F50.
Еще я заказал RAYCUS на 1кВт. Купил еще до нового года, но продавец пока так и не отправил. Поэтому оптику хотелось бы приобрести с расчетом минимум на этот самый киловатт.
Питание планируется от блока питания RMHUNTIC SMPS 4000 48V/85A Напряжение можно менять с морды от 40 до 59.8в. Конечно такое себе решение, но лабораторник на такой ток стоит очень дорого.

 

Этот магазин вроде бы есть и на озоне.
Линзы у них подписаны оригинал или нет.
не оригинал стоит дешевле https://www.ozon.ru/product/kollimi...-svarochnoy-3326378101/?_bctx=CAQQsY2-AQ&hs=1
Оригинал дороже https://www.ozon.ru/product/kollimi...-svarochnoy-3326378553/?_bctx=CAQQsY2-AQ&hs=1

 

Нет линз короче фокусом. Для кварцевых линз, диаметром 30мм минимальное фокусное 75мм, диаметром 20мм минимальное фокусное 50мм.
Встречал еще D20 F40 но не уверен что это ошибка в описании.

 

Тот дорогой коллиматор за держатель переплата. Все равно под него придется точить что-то, куда вкручивать. Дешевле его изготовить токарю. И все равно линзы это расходный материал, не на столько как защитные окна, но все равно от пылинок сдохнуть могут. Оригинал от не оригинала хз чем отличается, если китайские оба. По логике вроде как производитель raycus должен изготавливать линзы, но с какого бодуна им это делать, если можно заказывать и они лишь собирают готовый продукт из частей? Потом они чаще всего делаются из импортного плавленного кварца, остается лишь предположить, что более дешевые и маломощные из китайского. Но с такими мощностями без разницы, лишь бы не боросиликатные стекла. 30 мм линзу 50 или 60 фокусного видел на али, редкая птица, но только фокусная. И вообще, не особо напрягайтесь в погоней за хорошими линзами, потому что слабым звеном будут не они, я кучу разных набрал для экспериментов и почти все одно и тоже плюс минус, кроме немецких, то просто супер асферик одной штукой 38 мм.

 

Заказал комплект, коллиматорную и фокусную линзы. Ссылка https://www.ozon.ru/product/lazerna...200-0-3-kvt-s-2620447523/?_bctx=CAQQjv8i&hs=1
Коллиматорная только с фокусным 100мм, другого не бывает. Как она будет согласовываться с выходом волокна диодного модуля даже не знаю.
А фокусные идут с F125, F155, F200.
Взял на 200мм, может быть я ошибаюсь, но как по мне она должна создавать более длинную и тонкую перетяжку.
Модули разумеется не оригинал

 

Присмотрел еще такую головку с подачей воздуха. Она вроде бы от СО2 лазера. https://www.ozon.ru/product/lazerna...noy-rezki-co2-1746527605/?_bctx=CAQQjv8i&hs=1
Родная головка от волоконика весит более 4кг. Мой настольный гравер с диодным модулем на 455nm такую естественно не поднимет. А это трубка достаточно легкая, можно попробовать приколхозить.