Nowa zagadka by Kimla -Laser fiber vs CO2

[Kazik_Wichura]

Mogę jeszcze spróbować, że chodzi o aperturę numeryczną, bo nic więcej nie przychodzi mi do głowy. W światłowodach kąt wprowadzenia/wyjścia musi być mniejszy od kata akceptacji. Co ogranicza nam możliwość regulowania ogniskowej wiązki w dużym zakresie. Związane jest to nadal z budową światłowodu oraz współczynnikiem załamania się światła ośrodka do którego wprowadzana jest wiązka.

[www.kimla.pl]

Niestety też nie. W światłowodzie wiązka przesyłana jest w rdzeniu i rzeczywiście apertura numeryczna decyduje o kącie rozchodzenia się po opuszczeniu światłowodu.
Taka rozbieżna wiązka jest niezbyt użyteczna do cięcia więc należy ją najpierw skolimować, a to znaczy doprowadzić do równoległości, a w zasadzie do prawie równoległości ponieważ nie jest możliwe stworzenie wiązki skolimowanej całkowicie.
Dopiero ta skolimowana wiązka jest skupiana soczewką do punktu o wielkości...

No właśnie, zaraz się rozpiszę a to miała być zagadka.
No właśnie, jakiej wielkości?

[pascalPL]

Przy laserze fiber wielość plamki może mieć wartości w granicach kilkudziesięciu um (mikrometrów). Ale wartość jest uzależniona od konkretnego modelu lasera. Nie potrafię zaleźć konkretnych widełek. Tak na chłopski rozum powinna być mniej więcej 10x mniejsza od CO2. Ale mogę się mylić.
Mam styczność tylko z 1310nm i 1550nm i co najwyżej oko może taki laser wypalić .

[pitsa]

punktu o wielkości...

Nie punkt, tylko cygaro lub piłka bejsbolowa.
Koncentrujemy się na jednym czynniku ale inne też mają na to wpływ. Np. jednorodność wiązki i jej wpływ na rozkład gęstości strumienia energii na jednostkę powierzchni w zależności od odległości od punktu przyjmowanego za miejsce w którym skupiona jest wiązka.

Pewnie chodzi o kształt obszaru o skutecznej gęstości energii i jego długość, którą można określić jako głębokość penetracji lub podobnie.
Rysunek numer 2 w linku, który wcześniej podałem częściowo to pokazuje.

Szukam przykładu... DOF...
Kiedyś przygotowałem dla kogoś program do badania ryzyka zapalenia pyłu węglowego w przypadku uszkodzenia światłowodów.



Tu jest ładniejszy i pełniejszy opis: http://www.ophiropt.com/laser-measureme ... er/what-is

[www.kimla.pl]

Rzeczywiście średnica plamki do jakiej można skupić promień światła zależy od długości fali, ale zależy również od długości ogniskowej oraz od średnicy wiązki skolimowanej.
Jednak w przybliżeniu jest to prawda tylko w stosunku do laserów fiber jednomodowych.
Natomiast nie ma zastosowania w laserach wielomodowych ponieważ...
No i kolejne pytanie dlaczego?

Oczywiście należy najpierw sobie odpowiedzieć dlaczego w ogóle stosuje się lasery fiber jedno i wielomodowe oraz jaki ma to wpływ na jakość i wydajność cięcia.

Wszystkie te pytania maja związek z zagadką i odpowiedź na nie będzie pomocna przy jej rozwiązaniu.

Pitsa, wskazany pierwszy link opisuje raczej sposób połączeń światłowodowych i nie ma większego związku z zagadką.

[pitsa]

Ma związek, tylko tego nie dostrzegasz.

Tu widać efekt rozkładu gęstości energii dla laserów wielomodowych:


Widać dlaczego gęstość strumienia energii na głębokości szybko maleje.

[www.kimla.pl]

Prosze zwrócić uwagę, że celowo w wielu miejscach dopisuję do lasera słowo fiber ponieważ wielomodowość i jego wpływ na średnicę plamki jest tu zależna od konkretnego fizycznego parametru układu optycznego.
Natomiast przedstawiony rysunej nie pokazuje tego co się dzieje wcześniej zanim pojawi się skolimowana wiązka a ma to wpływ na zachowanie całego układu.

Podpowiem, że problemem jest dokładnie odwrotność pokazanego zjawiska

[pitsa]

Szukam właściwego obrazka.
No i tu jest odpowiedź:

http://lib.semi.ac.cn:8080/tsh/dzzy/wsq ... 71311X.pdf

Nevertheless, cutting with fibre lasers of some metals - e.g. stainless steels - is restricted to a small thicknesses of approx. 5mm. The reason for this is that the surface roughness of the edges increases dramatically with the thickness of the work piece.

[Raven]

W prawdzie bardziej z telekomuny i przez mocną mgłę sklerozy... ale z resztek pamięci wyciągnął bym pod kątem naszej rozmowy porównanie:
a) jednomodowy = malutka średnica medium transmisyjnego (1.3mikro)
b) wielomodowy = dużo większa średnica nośnika (50 mikro)

[pascalPL]

Z TELCO w praktyce. Wielomody maja wieksza dyspersje i stosuje się je tylko na male odleglosci. Jednomody rzucane sa nawet przy dnie oceanow miedzy kontynentami. Ale nie wiem jak to można dostosowac do cięcia .

W jednomodzie nie wystepuje dyspersja modowa i droga swiatla jest wmiare rownolegla do osi rdzenia.
Wielomod rozprasza wiazke na wiele modow swiatla. Ktore maja dosc nieliniowa droge (odbijaja sie na styku placza i rdzenia). Technologia MM jest znacznie tańsza przynajmniej w TELCO. Ale ma duże ograniczenia w stosunku do SM.

Hmmm.. a Jakie w ogole jest pytanie?

[ Dodano: 2012-05-02, 21:07 ]

celowo w wielu miejscach dopisuję do lasera słowo fiber ponieważ wielomodowość

Sorry, ale co ma słowo fiber do wielomodu? Jakbyś dopisywał celowo MM to by coś oznaczało, słowo fiber nie definiuje modowości rdzenia.

Generalnie z toku wypowiedzi można wnioskować, że kolimacja w MM jest bardziej utrudniona jak w SM z powodu nie liniowej drogi modów światła. Rysunki pokazane przez Pitsa moim zdaniem wystarczająco dokładnie pokazują problem ze skupieniem wiązki i jej mocą w funkcji "głębokości".
Wcześniejsze posty Pitsa również dokładnie ilustrują problem.

Nie wiem jaka odpowiedź usatysfakcjonuje kolegę Kimla. Wydaje mi się, że w przypadku tego pytania nie istnieje odpowiedź w nomenklaturze światłowodowej opisująca ten problem w sposób jednozdaniowy.