Budowa lasera

http://www.nilno.com/laser_intro/index.html

Tutaj kolejny magik ktory stworzyl ze 100W CO2 ploter do ciecia stali.

witam !! pracowałem przez jakiś czas w firmie która sprowadzała / sprzedawała / naprawiała lasery medyczne . między innymi operacyjne . głównie do okulistyki ale nie tylko . zabezpieczeń było kilka . po pierwsze nie było mowy o uruchomieniu rury gdy nie działał pilot - laser widoczny ( czerwony ) , poza tym oczywiście mikrowyłączniki w obudowie . nawet było specjalne wyjście do wyłącznika przy drzwiach - jak tuba pracowała i ktoś otworzył drzwi to STOP ! . a były to lasery o mocy max 10W - a nie 40W .kiedyś nastąpił błąd w programie sterującym - jakaś zwiecha - i gość dostał prosto w oko 1W . leczył się kilka lat i o mało niem stracił wzroku . miałem kiedyś w domu do naprawy laser operacyjny 3W - pięknie palił dziury w jabłkach . tak że raczej zachowaj szczególną ostrożność - PROMIENIA NIE WIDAĆ !! . a potem jest za późno . pozdrawiam !!

Piękna maszynka kostner,
Obejrzałem filmiki. Robią wrażenie. Widać że kiedy się bardzo chce to wszystko jest możliwe.Konstruktor zastosował chytry trick. Z lasera 100W "wyciska" 250W ale zasilanie jest trochę bardziej skomplikowane bo laser wyrzuca sieczkę impulsów o odpowiednim wypełnieniu zamiast ciągłego strumienia. Dzięki temu możliwa jest większa moc w impulsie, przy nie przekroczonej średniej mocy dopuszczalnej dla tuby. Ciekawe czy taki zabieg wytrzymałaby tuba szklana którą można kupić za mniejsze pewnie pieniądze niż ten laser który widać na zdjęciach. Niepokojące jest natomiast że ploter nie ma żadnych szczególnych osłon zabezpieczających przed poparzeniem (lub oślepieniem)obsługującego.

[ Dodano: 2007-07-01, 01:10 ]
Witam pukury,
Czy w czasie włączania tego małego, naprawianego w domu lasera i w czasie perforowania jabłka używałeś okularów ochronnych? Jakie jest Twoje zdanie na temat przydatności do tego celu okularów spawalniczych?

Mam jeszcze jedno pytanie. Oglądałem kiedyś filmik który pokazywał próby lasera bez dodatkowej optyki skupiającej. Nawet taka nie skupiona jeszcze wiązka paliła drewno, gumę, tworzywa... Ciekawe jak zachowują się drobinki wszechobecnego w powietrzu kurzu kiedy przelatują przez wiązkę podczerwieni. Czy stają się wtedy widoczne? Na pewno się przecież także rozgrzewają. Albo dym papierosowy? Nawet nie chcę wiedzieć co może się stać z jakąś pechową muchą która wybierze niewłasciwy kierunek lotu.

No to co piszesz diodas1 to juz jest czarna magia dobrze ze na kazdym kroku podkreslacie jak niebezpieczne jest grzebanie samemu przy laserach chociaz jak sie patrzy na te filmiki to kusi strasznie Ale ja uwazam ze jezeli ktos nie ma pojecia co tam sie w tej tubie dzieje lepiej trzymac sie od tego z daleka

diodas mam prosbe moglbys wyjasnic co on tam za kombinacje robil z tymi soczewkami i co to wogoole za soczewki sa ??

Cześć kostner,
Co to za soczewki? Nie wiem ile już wiesz o tej technice laserowej, dlatego wybacz jeżeli napiszę za dużo. Z lasera CO2 wychodzi dość równoległa wiązka światła podczerwonego o średnicy kilku mm. Żeby taką mocą jaką emituje laser można było coś grawerować lub ciąć, trzeba skupić tę wiązkę do najmniejszego możliwie punktu żeby uzyskać odpowiednią gęstość mocy liczoną w W/mm kw. Podobnie jak skupia się światło słoneczne przy pomocy lupy. W przypadku lasera CO2 o mocy kilkudziesięciu W nie można użyć zwykłej soczewki wydłubanej choćby z aparatu fotograficznego bo taka moc (wielokrotnie większa niż słoneczna) ją zniszczy. Używa się więc soczewek z materiału odporniejszego niż szkło lub tworzywo sztuczne. Na przykład z arsenku galu lub selenku cynku. Soczewkę umieszcza się w specjalnej głowicy, przez którą dodatkowo pompuje się w miejsce obrabiane sprężone powietrze. Wygląda to tak Jak widać głowica ma możliwość takiego ustawiania żeby we właściwym miejscu następowało zogniskowanie mocy. Autor wypróbował różne soczewki żeby wybrać najlepszą do określonego zadania. Używał do kontroli efektów mikroskopu Chodzi o to że wbrew wiedzy teoretycznej zawartej w dziale fizyki - optyce soczewka nie skupia światła w punkcie o zerowej średnicy. Wielkość średnicy możliwego do uzyskania punktu ogniska zależy od długości ogniskowej soczewki Przedstawia te zależności tabelka http://www.parallax-tech.com/faq.htm#spotsizetable Im krótsza ogniskowa, tym mniejszy punkt , więc tym większa gęstość skupionej mocy. Ta tabelka jednak pokazuje też drugi parametr, który mówi że im krótsza ogniskowa, tym węższy jest obszar gdzie światło jest skupione do użytecznej gęstości. Można to w pewnym sensie porównać z "głębią ostrości"- pojęciem znanym z fotografii. W każdym razie stosując krótszą ogniskową mamy możliwość przepalenia odporniejszego materiału ale nie może on być gruby. Ostatecznie wysnuł wniosek (powalająco odkrywczy) że dobrze jest mieć kilka soczewek, o różnych ogniskowych, do różnych zadań.

diodas1 moow jeszcze Swietnie wyjasnione !! Dzieki !!

Ale z tego co tam wyczytalem to on ma laser generowany w tubie z aluminium a ja myslalem ze to jest klasyczna tuba szklana ale obudowana skrzynka z alu. Z tego wychodzi - treszta on to potwierdza ze ze szkalnej tuby takiej mocy sie raczej nie uzyska.

Dobrze zauważyłeś. W ogóle ten laser ma inną budowę, inaczej jest wzbudzany itd. Na przykład na jednym z rysunków zawartych w dokumentacji do której link "documentation" jest na stronie Laser head widać układ wewnętrznych zwierciadeł tuby. Oba są nieprzezroczyste a strumień wyjściowy pojawia się na tworzącej walca tuby w postaci wiązki o przekroju mikroskopijnego półksiężyca. Ten strumień ma mniejsze gabaryty niż ten, który generuje tuba szklana. Dzięki temu też można skupić go do mniejszej plamki a dalej- uzyskać wyższą gęstość mocy. Dodatkowo w danych technicznych tuby napisano wyraźnie że dopuszczalna moc w impulsie jest ponad dwukrotnie wyższa niż znamionowa. Od czasu pierwszych wzmianek w prasie popularno-naukowej o udanej akcji laserowej i upublicznienia tego odkrycia powstało bardzo dużo odmian konstrukcyjnych tego aparatu. Różne przesłanki o tym decydowały.
Laser ma dramatycznie (zaledwie kilka %) niską sprawność przetwarzania energii na wiązkę światła. Zasadniczym więc problemem jest możliwość skutecznego zabierania ciepła strat. Szkło, jakie by nie było, nie jest najlepsze jako przewodnik ciepła. Nie lubi też szoków temperaturowych. Dlatego stosuje się do budowy laserów metale a także specjalne spieki ceramiczne. Tuba laserowa szklana jest trudniejszym partnerem dla osiągnięcia wyśrubowanego celu.
W opisie maszyny jest jeszcze jeden szczegół wart zauważenia.
Jak wiadomo cięcie lub grawerowanie laserem polega na termicznej destrukcji pola materiału w ognisku soczewki. Może to być zwęglanie, spalanie albo odparowywanie lub przynajmniej stopienie. Przy cięciu metali szlachetniejszych powstaje więc problem- odparowany metal natychmiast spowrotem się skropli i zestali. Normalnie jako wspomaganie procesu stosuje się ostry nadmuch. Tutaj twórca jeszcze polepszył możliwości i alternatywnie może stosować czysty tlen do oczyszczania wypalonej szczeliny. Gdyby zastosować tlen w konstrukcji z dużo tańszą tubą szklaną i użyć soczewki o krótkiej ogniskowej to całkiem możliwe że cienka blacha by uległa. Niestety precyzja prowadzenia głowicy na stałej wysokości nad materiałem przy krótkiej ogniskowej podnosi znowu poprzeczkę konstruktorowi.

[ Dodano: 2007-07-02, 00:11 ]
Nasunęła mi się jeszcze jedna myśl na temat tego co napisałeś wyżej że "jezeli ktos nie ma pojecia co tam sie w tej tubie dzieje lepiej trzymac sie od tego z daleka"
Masz oczywiście rację, bo wiadomo skądinąd że nie należy dawać małpie do zabawy brzytwy. Z drugiej strony kiedy ta małpa uaktywni swoje szare komórki i pozna wszystkie zagrożenia to może się na końcu sama ogolić
Dlatego ,choć to jest bolesne dla dojrzalszych już konstruktorów, dobrze że technika laserowa jest jeszcze za droga aby trafiła w niecierpliwe i skore do "dowcipów" łapki małolatów żujących gumę pod budką z piwem. Na razie muszą się zadowolić strzelając do kota z wiatrówki.
Tak, czy inaczej póki co warto studiować wszystko co się nadarzy w tej dziedzinie a przyszłość pokaże czy zrobimy z tego użytek praktyczny. Czego wielu amatorom i sobie oczywiście życzę.

Pieknie powiedziane Narazie nie mam zapotrzebowania na laser ani mozliwosci zeby z(a)budowac ale kto wie moze kiedys gdzies sie trafi okazja i wtedy lepiej wiedziec co w tubie piszczy

Apeluje do autora tematu o "zapunktowanie" kolegi diodas'a w moim imieniu.

Wracając do tematu lasera.
Rozmawiałem dziś z panem "procesor" z tego forum który kiedyś zrobił sam takie urządzenie. Troszkę mnie uspokoił ponieważ podał realne informacje dotyczące ryzyka uszkodzenia oka po odbiciu wiązki lasera. Nie jest aż tak strasznie i mogę spokojnie wracać do pracy nad swoim laserem. Jeszcze tylko rolki do pasków prowadzących, wałki do osi "Y" i można zacząć myśleć o sterowaniu .

Pozdrawiam

P.S. Oczywiście punkcik dla Diodas1 dodany

Dzięki za punkcik.
W różnych rozważaniach i obliczeniach teoretycznych często sprawdza się warunki ekstremalne i takie właśnie, niekorzystne dla człowieka sytuacje powodują zaostrzanie przepisów BHP. Trochę poteoretyzuję Obróbka w ploterach laserowych jest możliwa dzięki skupianiu strumienia światła do najmniejszej możliwej powierzchni w celu "zagęszczenia" energii. Czyli powiedzmy że laser daje wiązkę w kształcie walcowej belki o mocy 100W i powierzchni przekroju 100 mm kw. Wówczas na trasie przebiegu tej równoległei wiązki można zmierzyć (obliczyć) że gęstość wynosi 1W/mm kw. Po przejściu przez soczewkę i skupieniu tej wiązki np. do punktu o takiej średnicy że jego powierzchnia wyniesie 0.01 mm kw. gęstość wynosi już 10 kW/ mm kw. Robi się ciepło
Podobnie sprawy się mają w przeciwnym kierunku:
Nadal ten sam laser a strumień pada na powierzchnię od której odbija się całkowicie i rozprasza równomiernie we wszystkich możliwych kierunkach czyli nad tą powierzchnią. Sytuacja czysto teoretyczna oczywiście. Co dzieje się z gęstością energii? Zmniejsza się ona w miarę oddalania od punktu odbicia. Kiedy rozproszone światło lasera zmierzymy w odległości np 1 m od punktu odbicia to okaże się że ma tam już zaledwie około 16 mikrowatów/mm kw. Całkiem malutko. Realnie sprawy mają się zwykle nieco inaczej niż w teorii zakładającej idealne warunki. Może niefortunnie na trasie strumienia zdarzyć się jakiś gładki kryształ lub drobina metalu, która zanim "polegnie" w walce z mocą lasera zadziała jak mikroskopijne lusterko i pośle część wiązki w niewiadomym kierunku. Oby operator nie znalazł się na linii ognia. Dlatego właśnie nawet w czasie doświadczeń w laboratoriach z laserami bardzo małej mocy obowiązkowo przed inicjacją akcji laserowej zabezpiecza się wzrok. Zaczynając ten temat okularów ochronnych i zabezpieczania wzroku nie chciałem zamrozić w żadnym wypadku Twojej aktywności ani wstrzymywać realizacji projektu. Wystarczy że ,jak kierowca na trasie, zastosujesz zasadę ograniczonego zaufania i stosowny respekt dla przeciwnika (lasera). Kiedy przeciwnik jest groźny to nie należy koniecznie uciekać. Trzeba tylko być ostrożnym.
Przy okazji- nie dowiedziałeś się przypadkiem w czasie rozmowy z "procesorem" dlaczego z jego wątku o tej amatorskiej wycinarce laserowej https://www.cnc.info.pl/topics60/amator ... -vt879.htm zniknęły wszystkie fotografie? Wielka szkoda bo były bardzo inspirujące.