Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß sein?

Zitat von ichbinsnur

Oh Oh.... Volle Deckung!

... wenn's der 0.4mm-Faser wegen zu guter Fokussierung (da war ursprünglich eine 0.2mm-Faser dran) "zu heiß" wird, kann ich immer noch mit einer 0.6mm- oder auch einer 0.8mm-Faser (und etwas weiter "außer Fokus") das Ganze energiedichtemäßig etwas "entspannen"

Während ich fürs Blech-Schneiden und Schweißen eher mit einer externen Linse und "Direkt-Fokussierung" auf 0.2mm gehen werde, ist dieser Aufbau mit nur zwei Dioden und zwei Fasern eher als "Vorheizung" fürs Draht-Aufschmelzen gedacht -- die eigentliche "Fein-Arbeit" mache ich dann mit einem Faserlaser (oder auch mehreren)

Viktor

... hab' vorhin noch etwas Zeit gefunden und die Diode mit Meßgerät aufgebaut und einmal ohne und dann mit der Faser drin gemessen.

Kurz und knapp -- die 0.4mm-Faser ist bei knapp 200 Watt "abgebrannt"

Evtl. war ich auch selber schuld, weil ich sie genau in den Fokus-Abstand gesetzt und dann etwas hinundher gedreht habe -- irgendwann hat's statt in den Kern rein, kurz den Rand angeleuchtet, der dann sofort "aufgeleuchtet" hat - das Leuchten habe ich dann vorne am Austritt gesehen

Also muß ich den Fokus vorher peinlich genau auf die Mitte der Faser ausrichten (bzw. die Faser exakt in den Fokus setzen) und das dann so fixieren.

Muß mir noch überlegen, wie ich das "meßtechnisch" mit Mikroskop-Kamera (evtl. eins der kleinen Mikro-Fiberskope mit Winkel-Objektiv reaktiveren?) in der geöffenten Diode am einfachsten hinbekomme ...

Viktor

... das wäre schon "optimal" - nur ist dafür ein voll ausgerüstetes Optik-Labor notwendig

Mit den zur Verfügung stehenden "Hausmitteln" brauche ich etwas mehr Toleranz drumherum, um das Spiel oder Abweichungen der Passung ausgleichen zu können -- deswegen habe ich ja auch schon statt einer 0.2mm-Faser, wie original drin, eine mit 0.4mm genommen

Viktor

*** EDIT ***

Der "Fehler" bei der abgebrannten Faser ist unter dem Mikroskop auch gut zu sehen - am Rand des 0.4mm durchmessenden Faserkerns ist ein etwas "angeschmolzener" Halbkreis mit etwas weniger als 0.2mm Durchmesser und drumherum im Glas und im Messing etwas Schmauchspuren ...

Hi Diemo,

ich seh's da etwas entspannter

Solange es nicht um die Kohärenz geht, können Laserdioden ähnlich betrachtet und verwendet werden, wie sehr gut kollimierte LED's - der größte Unterschied ist die Energiedichte der "Licht-Quelle" und der wegen der viel kleineren damit möglichen Spot-Durchmesser, auch dünnere Fasern mit wiederum viel höherer Energiedichte -- ich habe z.B. auch UV-LED's mit 100 Watt @405nm aus einer Abstrahlfläche von 20x20mm, die ich mit genau den gleichen Treibern ansteuere ... nur bekomme ich die leider nicht auf einen Spot unter 10mm Durchmesser

Es geht also immer nur darum, wieviel Energie bekomme ich in eine Faser rein und wie groß wird der damit mögliche Spot auf der anderen Seite.

Beim Faserlaser ist das mit den Pump-Dioden ähnlich - wegen der enorm hohen Energiedichte (bei meinen alten IPG-Faserlasern mit vielen 9Watt oder 30 Watt @975nm aus 0.1mm dicken Glasfasern) müssen die einzelnen Pumpdioden so über die Länge der 1064nm-Resonator-Faser verteilt werden, daß die Einkoppelstellen nicht verbrennen.

Wenn ein Faserlaser durch zu starke Rückreflexion mehr Energie zurück in die Faser bekommt, dann passiert genau das - zuviel Energiedichte an den Einkoppelstellten läßt die Fasern zu den Pumpdioden förmlich explodieren!

Hier ein Beispiel für so eine "Back-Reflection":

Defekter Faserlaser2.jpg

Viktor

... jetzt, mit etwas Übung, geht das neu schleifen und polieren deutlich zügiger von der Hand [Blockierte Grafik: http://www.cncecke.de/forum/images/smilies/wink.gif]

Hab's neu aufgebaut und den Leistungsverlust mit Fasereinkopplung gegen ohne gemessen - aus der Faser kommen um die 15 bis 20% weniger raus, was mit nicht poliertem Austritts-Ende auch nicht besser zu erwarten war ... einiges geht als Reflexion beim Eintritt verloren, der Rest wird dann am Austrittsende absorbiert und in Hitze umgewandelt.

Die Einkopplung scheint jetzt zumindest zu funktionieren ... jetzt hat's mir das andere, nicht polierte Ende abgefackelt - da war dann auch schön zu sehen, wie das beim esten Mal schlagartig in Flammen aufging (es "knallte" richtig! - evtl. etwas Staub oder Flusen drauf gewesen) ... und nachdem der Dreck zusammen mit etwas von dem Glas "weggeplatzt" war, bei den nächsten Tests viel langsamer heiß wurde ... dann etwas Rauch aufstieg ... und nach etwa 4 Sekunden das Ende zu glühen anfing [Blockierte Grafik: http://www.cncecke.de/forum/images/smilies/schock.gif]

Das ist aber kein Problem, muß das sowieso noch anders aufbauen, bevor ich den Panzerschlauch drüberziehe.

Werd' das auch kaum mit den vollen 200 Watt "braten" lassen - ich will ja nur was aufschmelzen und nicht gleich Alles wegdampfen [Blockierte Grafik: http://www.cncecke.de/forum/images/smilies/cool.gif]

Viktor

... einige hier scheinen mich schon etwas besser zu kennen

Diese Versuche sind erstmal nur mit einer Diode bzw. einer Faser ... wenn ihr aber an meinen "blauen Todesstern-Laser" denkt - was meint ihr wohl, warum ich seit Jahren alles mögliche an Faserlasern, Hochleistungsdioden und Kombinations-Materialien und -Methoden sammle?

So rein überschlagsmäßig habe ich an "reiner Laserleistung" einige Hundert Kilowatt CW und so langsam um einige Gigawatt Puls-Leistung im Keller herumliegen --- wie bekomme ich das jetzt nur alles auf einen möglichst kleinen Fleck fokussiert?

Viktor

... brauchst dir nicht allzuviele Sorgen im Vorfeld zu machen - die "Zerstörung" sollte normalerweise auf meinen Keller (bzw. auf den eingehäusten Arbeitsraum) beschränkt bleiben ... hochstens, daß evtl. unser Kraftwerk am Ortsrand mal nachregeln muß

Während die Industrie-Anlagen mit großen Hallen und Chillern (bzw. benachbartem Fluß als Kühlmittel) mit *Zig Kilowatt lasern, bin ich in Richtung Kapital, Platz und Kühlleistung noch etwas beschränkt - hier muß ich mir eben andere Wege einfallen lassen, wie ich das Material sowohl im Makrobereich, als auch runter bis zu ein paar Hundert Nanometern (später evtl. auch noch feiner) in den Griff bekomme

Eins meiner Ziele war schon immer gewesen: -"bis zur Rente" (in 8 Jahren) die Teile, Werkzeuge und Methoden in meinem Keller zur Verfügung zu haben, um von "Klein" bis "Groß" Alles herstellen zu können, was einem so in den Sinn kommt ... daher meine Abstecher in die "Nanotechnologie" und auch zu den "schwimmenden Mega-Inseln im Meer", wie in meiner Signatur skizziert

Viktor

... bei CERN haben sie es ja schonmal fast geschafft - die haben aber auch noch etwas mehr Energiedichte zur Verfügung, als ich in meinem Keller

Und wer weiß, was bei derartigen Versuchen auf Quanten-Ebene noch so alles herausgefunden wird? - ich suche schon länger eine Methode für eine "subtraktive" Materialbearbeitung, komplett ohne Späne oder Rauch (parallel bzw. als Ergänzung zum "additiven" Materialauftrag).

Dann hätte ich mit einer Kombi-Anlage mit einem "Erzeugungs"- und einem "Vernichtungs"-Werkzeug völlig neue Möglichkeiten

Und da, wo das dann eingesetzt werden soll (Hochsee oder Weltraum), hat's sowieso ganz andere Möglichkeiten und Probleme, als in meinem Keller oder bei euch vor Ort

Viktor

... übrigens, sowas mit einem "Vernichtungs-/Erzeugungs"-Kombikopf ohne Fräs-Späne gab's schonmal als Versuch mit Wachs - eine beheizte Düse mit Absaugung "frisst" den Wachs lokal weg ... und ein "Wachs-Jetter" bringt das wieder auf

Viktor