Machbar ja. Nur wie bekommt man es hin, dass der Strahl sich nicht aufteilt und nur ein Bruchteil in die selektierte Faser geht? Wir brauchen dort die ganzen 500W. Oder zumindest 300-400W davon.
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Diese beiden zeichnen sich typischerweise nicht gerade durch das Attribut "preiswert" aus. Es hat schon seinen psychologischen Grund, warum die Preislisten dieser Wissenschaftsapotheken nicht öffentlich einsehbar sind. Ein Verdi ist typischerewise eine fühlbarer Batzen in einem DPG- Anrag.
250 mW grün ist schon ein ernsthafter Pumplaser. Falls es keinen dramatischen Preissturz gab, denke ich, dass Du mit 500 EUR nicht auskommen wirst. Ist es wirklich ausgeschlossen, im NIR mit entsprechend mehr Leistung zu arbeiten? CO2-Laser bieten zum Beispiel viel Wums für wenig Geld. Die Dioden, die in den grünen Lasern den monolithischen YAG- Laser pumpen, lassen sich auch getrennt betreiben.Welche Strahltaille ist denn mit dem Attibut "punktuell" vereinbar?
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-- Kai-Martin Knaak tel: +49-511-762-2895 Universität Hannover, Inst. für Quantenoptik fax: +49-511-762-2211 Welfengarten 1, 30167 Hannover http://www.iqo.uni-hannover.de GPG key: http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=Knaak+kmk&op=get
Problem: Bei 1mm Faserabstand kann die fokussiernde Optik nicht direkt vor der jeweiligen Faser sitzen. Vor dem Spiegel kann sie aber auch nicht angeordnet sein, denn da bekommt man Probleme mit der Strahlgeometrie:
Um effektiv in die Faser fokussieren zu können, muss der Fokus in etwa den Durchmesser des Faserkerns haben. An der Stelle kommt die Endlichkeit der Wellenlänge ins Spiel und bewerkt, dass bei gegebener Brennweite der Optik und gegebenem Strahldurchmesser der Fokus einen Mindestdurchmesser nicht unterschreiten kann. Der Grund dafür ist letztlich die Welleneigenschaft des Lichts und Beugung. Stichworte zum Thema sind Gausstrahl und Raleigh Range. Je größer die Wellenlänge, je größer die Brennweite und je kleiner der Durchmesser vor der Fokussierung desto größer fällt der kleinstmögliche Fokus aus.
Die Grundregel ist, dass man nicht besser als ein Gaußstrahl werden kann. Formeln dazu findet man z.B in Wikipedia:
Wenn man da realistische Angaben für die Anwendung einsetzt (1000 nm Wellenlänge, 10 um Kerndurchmesser der Faser), erhält man 0.03 rad. Daran kann man sehen, warum bei Fasern der Fokus normalerweise nur ein paar Millimeter lang ist. Je größer die Fokuslänge, desto dicker muss der Strahl vor dem Objektiv sein.
Wenn man nun, wie oben vorgeschlagen, zwei Meter Abstand zwischen Abstand zwischen Spiegel und Faser vorsieht, dann landet man bei 6 cm Durchmesser des einfallenden Strahls. Um wirklich den für die effektive Einkopplung in die Faser notwendigen guten Gaußstrahl zu erhalten, muss die OPptik noch ein Stück größer sein. Aus dem Bauch würde ich auf 90 mm tippen. Beugungsbegrenzte Optik mit diesen Abmessungen hat Preisschilder, die alleine Joergs Pflichtenheft um die eine oder andere Größenordnung übersteigt. So so einen fetter Rotationspiegel so zu lagern und auszuwuchten, dass er bei 3000 U/min in ausreichend glaichmäßig und ohne Vibration läuft, wäre ein eigenes Maschinenbau-Projekt wert.
Fazit, die Rotationsspiegel-Methode stößt hier auf Grenzen.
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-- Kai-Martin Knaak tel: +49-511-762-2895 Universität Hannover, Inst. für Quantenoptik fax: +49-511-762-2211 Welfengarten 1, 30167 Hannover http://www.iqo.uni-hannover.de GPG key: http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=Knaak+kmk&op=get
Wie Michael vorgerechnet hat: 1200 präzise Flächen wären nötig. Wird man wahrscheinlich auf luftgelagerten Maschinen mit interferometrischen Diamantmaschinen machen müssen. Rodenstock in München sollte sowas können.
Ist vielleicht a bisserl kurz. Macht dann also zur Strahlverlängerung noch ein paar Spiegel und ein solides Gestell nötig. Möglichst Granit oder sowas, damit die Spiegellage dann auch bleibt wie eingestellt. Ein langes Rohr ohne zusätzliche Spiegel wäre mir persönlich sympathischer, weil es damit viel weniger Fehlermöglichkeiten gäbe.
-- Servus Christoph Müller http://www.astrail.de
Das hoert sich nach Rockefeller-Budget an :-(
Das waere zu aufwendig. Dann machen wir es doch lieber ueber elektrisch gesteuerte Schalter :-)
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Moin!
50Hz? 16 Pulse in 160µs und dann fast 20ms Pause?Gruß, Michael.
Moin!
Wie groß ist denn der Strahldurchmesser im bisherigen Aufbau? Wenns nur um einen Faktor 2-3 geht, könnte man evtl. einen ovalen Strahl- querschnitt nehmen, also eben 1mm breit (damit die Polygonspiegelkante schnell durch ist) aber 2-3mm hoch wegen der Leistungsdichte. Erfordert natürlich zylindrische Optik -> kein Standardkram mehr.
Gruß, Michael.
Das wuerde beim Kunden geruempfte Nasen hervorrufen :-)
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Das weiss ich nicht nicht, wir haben die Schalter noch nicht. Es gibt ordentlich Lieferprobleme und das ist einer der Gruende fuer meine Frage. M.W. sollen es intern aber mehrere mm^2 sein, damit es nicht abraucht.
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Moin!
Und bei aus der Luft gegriffenen 40mm Polygonspiegeldurchmesser ein Strahldurchmesser von:
120mm Umfang / (16 Pulse/Fläche * 1200 Flächen/Umfang) = 6,25µm.Das Licht aus einer MM-Faser mit 50µ Kern bekommst Du nicht nur unter keinen Umständen so klein fokussiert, sondern es würde Dir auch gnadenlos den Polygonspiegel wegbrennen, ich würde sogar vermuten, da "brennt die Luft", wortwörtlich, aufgrund der hohen Feldstärke (optical breakdown).
Tut mir leid das so zu sagen, aber der Ansatz der möglichst großen Weglänge ist schlicht und einfach Murx. Große Weglänge hat keinen einzigen Vorteil, denn:
- Die hohe Pulsleistung und die Leistungsdichte auf dem Spiegel, die Jörg einhalten möchte, bestimmt den Strahldurchmesser.
(Jörg sagt mindestens 1mm)
-> Wenn Jörg nacheinander in 16 Fasern koppeln will und nach der letzten sofort wieder in die erste (also 16 Pulse pro Fläche erzeugen will) dann muss eine Spiegelfläche eben 16x so lang sein wie der Strahldurchmesser, damit die Kante zwischen 2 Flächen in der Zeit zwischen 2 Pulsen durch den Strahl durch ist.
(Das macht 16mm)
-> Die mechanisch noch vertretbare Größe des Spiegels bestimmt also die maximale Anzahl der Flächen.
(Also z.B. 6 Flächen, macht 96mm Umfang, 30mm Durchmesser)
-> 6 Flächen geben 60° Periode, macht 120° Ablenkung, 7,5° pro Faser. Bereits nach 50mm hast Du hier über 6mm Abstand, mehr als genug Platz für eine Faser mit Kollimator.
Das heißt, ob Du hier 5cm oder 50cm oder 5m offene Strecke dazwischen lässt, bringt überhaupt nichts, außer daß der Strahl divergiert und Du riesige Optiken brauchst. Mit dem zusätzlichen Platz zwischen den Fasern kannst Du rein gar nichts anfangen, denn mehr Flächen kannst Du deswegen noch lange nicht nutzen.
Die minimal nötige Länge der Fläche ist hier der begrenzende Faktor, und er besagt, daß ein Polygonspiegel mit der doppelten Anzahl an Flächen auch den doppelten Durchmesser braucht (und sich die Drehzahl halbiert).
Nun wird ein Polynomspiegel mit doppeltem Durchmesser wohl in etwa die vierfache Masse haben. Wenn die Fliehkraft, die das Ding zerlegen könnte, gegeben ist durch f_Z = m * omega^2 / r, dann ist diese bei vierfacher Masse, halber Drehzahl und doppeltem Radius immerhin doppelt so groß wie beim kleinen, schnell drehenden Teil, während sie sich immerhin auf den doppelten Umfang verteilt. Die Belastung gegeben in Zugkraft/mm^2 bleibt also wohl gleich. Nix gewonnen.
Gruß, Michael.
In der Bucht schon gecheckt?? Bin neulich über ein Modul mit *richtig* Bumms gestolpert, hatte iirc 40W Pout. Preis irgendwo bei 80 Eiern. Und so wie das Teil ausgesehen hat (100x100x20mm Träger aus Messing) war das nicht PMPO sonder ernst gemeint. ALlerding 650nm. SOllte zum Erwärmen aber völlig egal sein.
An Lasermodulen gibts dort eigentlich etliches.
HTH, Heinz
Heinz Liebhart schrieb:
Sowas auf dem Labortisch einzuschalten, sollte man sich aber wirklich überlegen.
- Henry
-- www.ehydra.dyndns.info
Moin!
Ich dachte, Du hättest schon neben der jaulenden Kiste gesessen?
Also ich hab jetzt mal bei
nach den Spezifikationen für Spiegel mit diversen Oberflächen geschaut.
Für Alu und Silber werden dort 200 mJ/cm^2 @ 30 ns, 1064nm angegeben.
Deine Pulse sind etwas kürzer (10µJ/500W=20ns) also rechnen wir sicherheitshalber nicht mit der Energie- sondern mit der Leistungsdichte:
(200mJ/cm^2) / 30ns = 6MW/cm^2. Dafür müsstest Du Deine 500W schon auf 0,1mm fokussieren!
Also seitens der Spiegel sehe ich da bei 1mm erstmal _überhaupt_ kein Problem, solange Du Alu oder Silber nimmst. Auf dielektrische Spiegel würde ich sowieso verzichten, schon alleine deshalb, weil sie für bestimmte Strahlwinkel optimiert sind und dieser sich ja zwangsweise ändert.
Noch was zu den Kollimatoren... so sieht sowas aus:
Angegeben ist dort eine "working distance", das ist der optimale Abstand zwischen zwei entsprechenden Kollimatoren. Dabei ist der Strahl nicht wirklich kollimiert, sondern fokussiert auf die Mitte zwischen den beiden, so daß der Strahldurchmesser dann am zweiten Kollimator wieder seine ursprüngliche Größe hat. Der Fokus ist aber bei Multimode nicht wirklich klein und der Spiegel kann ja auch ruhig noch davor liegen. Der Arbeitsabstand wär Dir bei den verlinkten Kollimatoren mit 20mm vermutlich zu klein, ist ja nur ein Beispiel, und die Dinger sind wirklich winzig (1,3mm Durchmesser). Bestimmt gibts auch welche mit längerem Abstand, nur sind die dann eben auch ein bisschen größer, mehr Brennweite bei gleicher NA braucht eben mehr Linsendurchmesser.
Gruß, Michael.
Aber nur mit dem Loetkolben in der Hand, weil meine Chose daran angeschlossen ist :-)
Die Motorkiste ist fuer mich bisher nur ein "Building Block" gewesen, die hat jemand anders gebaut. Sieht sehr respekteinfloessend aus und macht auch entsprechende Turboladergeraeusche. Es ist im Prinzip ein Drehspiegel.
Das meinte ich fuer die elektrisch gesteuerten Schalter. War ein Missverstaendnis meinerseits.
Ich nehme an, die 500mW max "Power Handling" heisst Dauerstrich, nicht Spitze.
Nur ist der Prismenspiegel nicht so schwer, dass die auftretenden Zentrifugalkraefte den Vorteil der niedrigeren Drehzahl wieder wegnehmen?
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Michael Eggert schrieb:
Das zeigt eigentlich nur, daß Du anscheinend noch keine gute Laseroptik in der Hand gehabt hast. Dielektrische Spiegel sind nicht nur robuster und einfacher zu reinigen als 1st-surface-metal Spiegel; selbst durchschnittliche breitbandige dielektrische Spiegel zeigen auch über einen weiten Winkelbereich Verluste, von denen man mit Metallspiegeln nur träumen kann. Und letztenendes ist auch bei Metallspiegeln die Reflektivität schwach winkel- und polarisationsabhängig.
Vergleiche doch z.B. mal die Graphen der beiden Spiegel
Und man kann spezielle Beschichtungen machen lassen, die noch einmal eine Größenordnung besser sind. Dazu kommt, daß aufgrund der geringeren Absorptionsverluste die Leistungsdichte höher sein kann. Metall wird erst dann wieder interessant, wenn die absorbierte Leistung im Glas wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit thermisch nicht mehr abgeführt werden kann und man aktive Kühlung benötigt.
Und wenn man's noch besser machen will/muß, überlegt man sich genau, bei welchen Winkeln die Beschichtung gut sein muß und kann sie daraufhin optimieren lassen.
Wenn man viele Optiken der gleichen Art benötigt, lohnt es sich zudem fast immer, nur Substrate zu kaufen und die Beschichtung passend zu wählen anstatt fertige Komponenten einzeln zu kaufen; dann bekommt man bessere Optiken für weniger Geld.
Aber langsam wird's hier off-topic...
Gruß, Jürgen
-- GPG key: http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get
Macht nichts, das ist fuer uns Laser Laien sehr interessant und m.W. gibt es so etwas wie alt.lasers fuer den deutschsprachigen Bereich nicht. Was mich immer gewundert hat, weil bei Euch ja in Sachen Optik und Laser so einiges gebacken ist.
-- Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/ "gmail" domain blocked because of excessive spam. Use another domain or send PM.
Darauf hätte ich jetzt gerne geantwortet. Aber heute spinnt mein Provider und der will mir den Beitrag nicht rausrücken und meint, dass der Beitrag evtl. abgelaufen wäre. Sei's drum.
Klar. Die 20 ms ließen sich per Viergelenkgetriebe zumindest deutlich verkürzen. Wird die Schwingspule mit Sägezahn beaufschlagt, sicher auch.
Es gäbe aber auch noch die Möglichkeit, mit einer konusähnlichen Konstruktion zu arbeiten. Das bedürfte in Sachen Strahlengang und -form noch einer genaueren Untersuchung, weil man es dann mit konvexen Spiegelflächen zu tun hätte. Wäre für einen Optikrechner wohl ein interessanter Job. Ob's machbar ist, weiß ich deshalb nicht.
Stelle mir grade vor, den Eingangsstrahl parallel versetzt zur Motorachse auszurichten. Auf der Achse befindet sich besagter konusähnlicher Spiegel mit variabler Krümmung, der den Strahl ähnlich wie der vorher genannte Polygonspiegel ablenkt. Sind die 16 Kanäle abgefahren, kommt eine Stufe im Spiegel und das Ganze geht von vorne los. Dann gibt's keine 20 ms Pause. Ist aber - wie gesagt - eine ziemlich unausgegorene Idee.
Mit der Achse fluchtend gäb's auch noch eine Möglichkeit, die weniger Berechnungsaufwand erfordern dürfte. Dafür aber mehr Justierarbeit. Ein 45°-Spiegel, der der geforderten Leistung dauerhaft stand hält, wird auf die Motorachse gebaut. Das Licht leuchtet dann radial in Abhängigkeit der Motorstellung weg. Dort auf dem Umfang sind dann wieder Spiegel angebracht, die das Licht auf die jeweils zugeordnete Faser richten. Je nach Durchmesser hast du dann n*16 Spiegel. Je größer der Durchmesser, desto kleiner ist die nötige Motordrehzahl und desto mehr
16-Spiegel-Arrays bringst du unter. Dummerweise sind die 16-Spiegel-Arrays aufgrund der Anordnung der Empfängerfasern keine Gleichteile. Um das hin zu kriegen, bräuchtest du koaxiale Empfängerfasern.-- Servus Christoph Müller http://www.astrail.de
Michael Eggert schrieb:
Damit könntest du natürlich Recht haben. Bei der Gelegenheit: Auf einer Laser-Messe in München hat ein Anbieter einen roten Punkt mitten in die Luft in etwa 3 Meter über dem Boden gezaubert, der von allen Seiten gut zu sehen war. Keine Ahnung, wie die das gemacht haben. War das am Ende pure Leistungsdichte mit brennender Luft? Die Leute am Stand haben's mir nicht verraten.
Joerg hätte ich auch gerne geantwortet. Aber heute ist rund die Hälfte der neuen Beiträge schon "abgelaufen". Sprich bei meinem Provider scheint's ordentliche Probleme gegeben zu haben.
-- Servus Christoph Müller http://www.astrail.de
Doch, so 'ne Billigdinger gibt es um den Dreh bereits.
Ich bin nicht tiefer drin, wie genau die anderen Randbedingungen bei diesen Versuchen sind, muß mir erst noch paar Informationen holen. Jedenfalls soll eine Substanz mit 500-600 nm "beschossen" werden...
Im mm-Bereich, soviel ich weiß.
-ras
-- Ralph A. Schmid http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/ http://www.bclog.de/
Moin!
Hm, in jedem Fall wohl lokal hohe Leistungsdichte, also aus einem großen Linsen/Spiegeldurchmesser dorthin fokussiert. Obs nun breakdown war oder bloß Streuung (500mW grün, als kollimierter Strahl, nicht fokussiert, seh ich bei uns im Keller ohne weitere Hilfsmittel), kann ich von hier aus nicht sagen.
Meiner auch (wir haben den gleichen). Newsoffice hilft.
Gruß, Michael.
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