Фокусировка излучения ТТ в волокно

Стало интересно (ну вообще-то для удобства доставки луча), а если фокусировать многомодовое излучение неодима в 5-8 мм диаметром, то какой размер пятна? И тогда в волокно, какой диаметр волокна минимально возможен в этом случае? 50 мкм многомодовые самый нижний предел? В одномодовые около 10 мкм никак?

 

Думаю будут боьшие потери , я как раз пытался загнать излучение П/п лазера в волокно многомодовое, большие потери, лучше взять световод.
Есть для светодиодов, диаметр разный, но только не те что расссеивают свет, а есть световоды. Диаметр от 1 мм до 5 -10 мм. Или есть SPDIF кабель диаметр 1 мм длина от 1 до 5

 

Световод не подойдет, хочу чтоб лазер был зафиксирован как в случае волоконников и посредством волокна подводить к головке с линзами излучение. Это все в продолжение затеи сделать менее рисковый для глаз лазер на ~1300 нм, дабы мелкие части приваривать и резать. А почему потери большие, если обычное сведение от лазерных диодов не прям уж и проблема?

 

не понимаю в чем проблема? Лазер стоит в фикс позиции, дальше линза фокусирует излучениев световод, все три - лазер линза световод зафиксированы. Второй конец световода напрвляете куда хотите

 

Не представляю, как можно приварить что-то или резать световодом в 1 мм диаметром (например позарез надо приварить к мелким шарикам подшипника валы нержавейки). Давайте не будем уходить от темы, мне лишь нужно узнать, какой диаметр пятна в фокусе от многомодового твердотельника, хоть приблизительно, тогда проще понять затею. Как расчитывать - не знаю.

 

У китайцев , блоки на 300 ватт правда в непрерывном режиме, ну вы помните, тут было. Так там выход на световод. Из световода выходит довольно приличного качества пучок (гомогенезированный) и с некоторой расходимостью и его-то и фокусируют для резки , сварки!

Оценить думаю можно так что если исходно , расходимость излучения примерно 3-5 мрад. надо сфокусировать в 100 микрон, то
(5*10Е-3)*F=10E-4 ---> F=0.02 m=2 cm. Нужна линза с фокусным расстоянием 2 см. Но в Кванте 15 стоит расширитель пучка, а затем фокусирующая линза примерно с расстоянием 10-15 см. При использовании 2 см линзы , ясно что проживет она не долго

 

Спасибо за ответ. Печалька, буду рыть как сделать одномодовый режим.

 

Ставите диафрагму в резонатор, вблизи глухого зеркала. Но даже в этом случае, загнать свет в волокно будет непросто. Диаметр волновода для одной моды 9 микрон! Чтобы попасть туда надо прецизионные смещения, 40 кратный объектив ( минимум) вся эта красота потребует значительных затрат, и точной юстировки. Обычно это делают на пъезо подвижках. и кждый раз выключая напряжение на этих элементах, при новом включении потребуется подстройка.
Думаю если у вас цель сварка, то надо иначе сформулировать ТЗ

 

Мне хотя бы в 50/62 мкм волокно загнать. Диодами накачки с 200 мкм волокном мелкие детали миллиметровых размеров не приварить, они разогреваются целиком и окисляются. Если конкретно задача, из маленьких шариков от подшипника нужно сделать безлюфтовые шарниры, когда вал к одному подшипнику приварен и три пары других образуют ямки, пружиной стянутые на шарик с валом. И время от времени сталкиваюсь с подобными задачами, которые без лазерной сварки хз как решить (разряд конденсатором не вариант).

 

Свет из волокна нельзя сфокусировать?
Даже запихнув излучение в одномодовое волокно , сильно потеряв в интенсивности, излучение на выходе будет все равно сильно расходиться
(длина волны)/(диаметр одномодового волокна)=1/9=0.1 рад
на длине пути от торца волокна до шарика = 10 см, диаметр пучка = 10*0.1=1 см!

 

Фокусирую, иначе невозможно использовать. Не знаю, может есть какие-то технологические изощрения, типа особая последовательность импульсов и судя по видеороликам лазерных сварок, настроек предостаточно. Кроме проблемы с этими мелкими шариками, в целом с металлом странно выходит, либо он не плавится при недостаточной мощности или фокусе, либо сперва кажется ему пофиг, а потом резко фейверк с искрами и уже поздно.

 

Да лазерная сварка требует настройки, также важна длительность импульса, а кстати вы не обозначили лазер непрерывный или импульсный? В импульсном режиме, насколько я знаю люди сваривают, сталь. подстраивают фокус мощность и все работает , никаких "танцев с бубнами"

 

Делаю непрерывный с диодной накачкой (переиначивая с 1064 на 1300 нм, по ходу выдумывая варианты для полупрозрачных зеркал ввиду их отсутствия). Импульсные не рассматривал, опыты раздражали низким сроком службы ламп, покрывались изнутри серым зеркальным покрытием.

 

У вас есть объективные причины для такой перестройки, цель , причины, результат?

С непрерывным нагревом есть большая проблема. Нагрев идет по своим законам и для каждого материала и геометриии нагрев происходит по разному. В случае импульсного нагрева, относительно быстро ( по сравнению со временем тепловой диффузии) осуществляется локальный нагрев до темперратуры плавления. Таким образом греется только то место где происходит сварка. Длительность YAGа в режиме свободной генерции ЕМНИП 300 микросек. И все работает.
Не знаю можно ли модулировать драйвер диодов накачки, думаю это сложно из-за больших токов, но можно модулировать излучение ТТ лазера. ОБычно используются акустооптические в граверах. Сварка делается на импульсном режиме свободной генерации ТТ.
Думаю вам может оказаться полезными книги Вейко :технологические лазеры и обработка материалов. Названия точно непомню в сети они есть свободном доступе. Если не найдете могу выложить.

 

Причина, что всегда был рассеяным, а после ковида вообще память никакущая, защитные очки забываю одеть, когда они сидят на лбу. Синим лазером уже чуть подпортил глаз и хочу снизить риски, используя 1300 нм как "безопасное" для зрения. К переделкам подтолкнуло изучение проблемы для 3д сканера.

 

Если прямо в луч не смотреть, то риск минимален, вот посмотриет как da-nie делает искру , портит стелянный шарик, а там излучение во все стороны так и прет так и прет...

 

Извиняюсь за оффтоп, но в моем случае небольшое повреждение произошло из-за отражения на линзе. Еще было, что с зеленой указкой старался очень аккуратно светить через окно, чтоб спугнуть голубей с балкона, но поймал зайчик от стекол. Лучше перебдеть, особенно с большими мощностями.

 

В целом согласен, Но

как то сомнительно, отражение от стекла 4%

 

Тем не менее, синие смд светодиоды на юсб хабе или звезды одним глазом выглядят менее яркими или не видимы.

 

Я искру в защитных очках делаю. Ослабление в миллион.