Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kleine Anfrage LASER


von Thilo H. (thaala)


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Hallo Experten,

ich habe mich bisher noch nicht mit dem Thema beschäftigt. In der RepRap
- Gemeinde kommt man derzeit auf die UV - Licht Drucker, die Resin per
LASER zum Aushärten bringen, daher mein Interesse.

Ich möchte einen dünnen Film Kunstharz mit dem LASER abfahren um es
auszuhärten. Dabei ist mir speziell die Fokussierung ein Rätsel.

1.) Im Bereich 380 - 420 nm (UV bis blau) gibt es ja passende Dioden,
aber wie steht es mit der Fokussierung wenn ich einen max. 50 um breiten
Punkt haben will ?

2.) Welche Leistung sollte Der haben ?
3.) Muss diese Dieode kontinuierlich angesteuert werden oder gepulst ?
4.) Muss diese Diode vorgeheizt werden ?
5.) Ist die Leistung nach dem Einschalten voll da ?
6.) Spielt der Abstand zum Objekt eine Rolle ?

Gibt es Fallstricke die mir noch nicht bewusst sind ?

Danke für eure Hilfe im Voraus...

Gruß Thilo

von MaWin (Gast)


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Thilo Haala schrieb:
> 1.) aber wie steht es mit der Fokussierung

Genau wie bei rotem Laserlicht, mit Linsen.

> 2.) Welche Leistung sollte Der haben ?

Je mehr, je schneller kannst und musst du den Laser bewegen.

> 3.) Muss diese Dieode kontinuierlich angesteuert werden

Ja, pulsen kostet bloss Zeit, es ist also schlecht, wenn der Laser das 
erfordert.

> 4.) Muss diese Diode vorgeheizt werden ?

Nein. Kleine Lichtwellenlängenänderungen spielen keine Rolle.

> 5.) Ist die Leistung nach dem Einschalten voll da ?

Ja.

> 6.) Spielt der Abstand zum Objekt eine Rolle ?

Der Fukuspunkt muss am Objekt liegen.

von Sven J. (svenj)


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Moin,

1.) Im Bereich 380 - 420 nm (UV bis blau) gibt es ja passende Dioden,
aber wie steht es mit der Fokussierung wenn ich einen max. 50 um breiten
Punkt haben will ?
6.) Spielt der Abstand zum Objekt eine Rolle ?

Die beiden gehören zusammen. Du benötigst eine Strahlaufweitung, im 
Falle einer nackten Laserdiode genügt schon die Divergenz der Diode. Je 
nach dann erreichter Apertur und gewünschtem Abstand kannst du den 
minimalen Fokus berechnen.

Hier:
http://www.newport.com/Gau%C3%9Fsche-Strahloptik/144899/1031/content.aspx
ganz gut erklärt, mit Beispiel

2.) Welche Leistung sollte Der haben ?
Gegenfrage:
- wieviel Leistung kannst du kühlen?
- Laserklasse?
- Wie schnell willst du die Polymerisation ablaufen lassen?


3.) Muss diese Dieode kontinuierlich angesteuert werden oder gepulst ?
Bei Dioden <1W eigentlich egal. Ab einer bestimmten Größe sollte man die 
Teile nicht mehr schalten, der thermische Stress wird zu groß.

4.) Muss diese Diode vorgeheizt werden ?
Nein, keinesfalls! Kühlen ist angesagt!

5.) Ist die Leistung nach dem Einschalten voll da ?
Innerhalb weniger ns. Limit ist meistens der Treiber.

>Gibt es Fallstricke die mir noch nicht bewusst sind ?
Wenn ich raten soll: ja, sehr viele.

--
 SJ

von Aehh (Gast)


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Erst mal das Strahlprofil anschauen bevor zuviel Euphorie aufkommt...

von Thilo H. (thaala)


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Das hat schon ein wenig geholfen. Danke für eure Antworten.

Die wenigen Datenblätter die ich bisher zu den solchen Dioden fand sind 
eher Werbeblätter.

Da hätt ich gerne eine Kaufempfehlung.

1.) was ist z.B. mit dieser hier (Sony SLD3232VF) ?
http://www.sony.net/Products/SC-HP/cx_news/vol40/pdf/sld3233vf.pdf

Leider steht da nichts über den Durchmesser des Strahls beim Austritt.

2.)
Über die benötigte Leistung weiß ich noch zu wenig. Habe zur Zeit auch 
kein Gefühl dafür. Offensichtlich geht Ihr davon aus, dass der Strahl 
aus der Diode (recht nahe am Objekt) eher eine Aufweitung als eine 
Fokussierung braucht ? Evtl gar keine Linse ?


3.)
Kommt aus der Diode denn schon gebündeltes Licht oder ist es eher als 
eine "normale diffuse Lichtquelle" zu sehen und damit wäre die Bündelung 
alleine meine Aufgabe ?
Im Datenblatt steht über den Strahl:
8.5 Grad parallel und
21.5 Grad perpedicular
wie muss ich das interpretieren ?


Mein X,Y,Z - Tisch hat eine theoretische Auflösung von 160 Schritten / 
Millimenter. Also 6,25 Mü. Die genannten 50 Mü für den Lichtpunkt wahren 
mal eine erste Annahme. Es können auch 20 Mü sein (aber nicht weniger).

Mein Ziel ist es jede linie nur einmal abzufahren mit etwa 40 mm - 80 mm 
pro Sekunde Fahrgeschwindigkeit. Die Lichtleistung lässt sich ja 
offensichtlich ziemlich proportional über den Strom steuern.

Ich kann also sehr viel variieren:
Abstand, Strom, Fahrgeschwindigkeit, Lichtpunkt - Durchmesser.

Ich möchte nur nicht zu sehr "kriechen" müssen um einen Effekt zu 
erzielen. Diese Forderung mündet dann in der benötigten Maximalleistung.

Soweit ich das übersehe kann man erschwingliche Dioden zwischen 5 mW und 
500 mW bekommen. Bei 2 Watt und mehr wird es dann schon teuer oder das 
BKA steht im Wohnzimmer und fragt mich warum ich diese Waffe kaufe.

meine eigentliche Frage nun:

4.) Wird da eine 50mW BlueRay (405 nm) Diode genügen?

5.) Brauche ich bei dem genannten Typ eine Linse oder nicht ?

6.) evtl. habt Ihr eine bessere Kaufempfehlung / Datenblätter

Danke im Voraus.

Gruß Thilo

von Sven J. (svenj)


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Moin,

zu 3./5.:
informiere dich bitte zunächst über Laserdioden im allgemeinen.
Der Laserstrahl kommt weder gebündelt, fokussiert oder diffus da raus 
sondern als divergenter Strahl aus der (virtuellen) Apertur. Der 
Öffunungswinkel ist in der einen Achse 21° und in der anderen Achse 8°, 
also elliptisch.

Diesen divergenten Strahl auf ein kollimiertes Bündel mit definiertem 
Durchmesser zu bringen nennt man aufweiten. Dann macht man sich 
Gedanken, wie man die Fokussierung realisiert => diese Parameter hängen 
alle zusammen!

zum Verfahren:
Hast du dir auch schon mal Gedanken über die Genauigkeit deiner 
Verfahreinhait gemacht? Auflösung heisst NICHT Genauigkeit!

zu 2./5.:
du brauchst in jedem Fall eine Optik, evtl. reicht eine Linse. Die 
Qualität des Punktes interessiert dich ja nur am Rande.

6:
Nimm die Diode, die du bekommst. Ich kann mir nicht vorstellen, dass du 
von einem veritablen Händler die Sony Diode bekommst. Die ist für den 
Massenmarkt, die bekommt man nicht mal Firma ohne Verrenkungen.

--
 SJ

von Falk B. (falk)


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@ Sven Johannes (svenj)

>>5.) Ist die Leistung nach dem Einschalten voll da ?
>Innerhalb weniger ns. Limit ist meistens der Treiber.

Nö. (Halbleiter)Laser brauchen ein paar hundert ns zum optischen 
Anschwingen, weshalb man sie bei schneller Modulation nie komplett 
ausschaltet, sondern nur auf einen minimalen Laserstrom moduliert.

Und anch dem Einschalten sorg schon der Treiber dafür, dass ein paar 
Duztend ms erstmal GAR NICHTS geht, u.a. um die Laserdiode von komischen 
EInschalttransienten zu schützen.

von Sven J. (svenj)


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Moin,

kleiner Nachtrag zur Leistung:
fang klein an! Nur weil man die Teile ohne Probleme kaufen kann, heißt 
das nicht, das die Strahlung ungefährlich ist. 405nm ist für einen 
Menschen sehr schlecht zu sehen, man unterschätzt stark die tatsächlich 
auftretende Leistung. Trotzdem reicht die Leistung, um die Netzhaut zu 
schädigen. Schtuzbrille ist Pflicht! Fokussierte 5mW tun schon weh, 
500mW im Auge heißt mit ziemlicher Sicherheit drastischer Verlust von 
Sehkraft.

@Falk
Kommst du vorbei und erklärst das meinen Dioden hier? :)
Oder noch besser, den Treibern, die ich gerade zusammenbaue? Zum Thema 
Einschaltvorgänge von LD-Treibern kann ich ganze Bücher mit nicht 
druckfähigen Texten vollschreiben....
Die optische Leistung ist schneller am start als man mit der Elektronik 
gucken kann und ich glaube, die Feinheiten der "schnellen" Modulation 
brauchen wir dem Themenstarter noch nicht erklären.

--
 SJ

: Bearbeitet durch User
von Hardy F. (hardyf)


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Du solltest dich an

www.laserfreak.net

wenden, da sind die Experten.

Da hat auch schon jemand einen Flachbett-Plotter mit 405nm Diode 
gebaut...

von Sebastian (Gast)


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Du solltest dich auf alle Fälle erst einmal ausführlich mit dem Thema 
Laserschutz und Optik auseinandersetzen. Mir wird immer ganz schlecht 
wenn Leute, die kaum etwas darüber wissen anfangen Material mit Lasern 
bearbeiten zu wollen.

Das BKA wird zwar nicht wie befürchtet bei dir in der Wohnung stehen 
solange die Laserstrahlung deine Wohnung nicht verlässt aber deine Augen 
sollen dir eine gewisse Vorbereitung wert sein.

von Martin G. (Firma: http://www.gyurma.de) (martin_g)


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Never look in the laserbeam with your remaining good eye!!!

von THaala (Gast)


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Danke für eure Unterstützung.

>>> www.laserfreak.net
Guter Tip - Danke

@Sebastian (Gast)
Bitte nicht reihern. Erst durch ein konkretes Ziel fängt man sich in ein 
neues Thama einzuarbeiten - die Experten fallen eben nicht vom Himmel 
.-)

@Martin G.
>>> Never look in the laserbeam with your remaining good eye!!!
OK - i'll take the bad one to look into...

Gruß T.

von Harald W. (wilhelms)


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Sebastian schrieb:

> deine Augen sollen dir eine gewisse Vorbereitung wert sein.

Zum Glück hat man ja zwei Stück davon.

von Harald W. (wilhelms)


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THaala schrieb:

> Erst durch ein konkretes Ziel fängt man sich in ein neues Thama
> einzuarbeiten - die Experten fallen eben nicht vom Himmel .-)

Ja, zum Experten entwickelt man sich typisch durch eine
Ausbildung oder zumindest durch entsprechende Anleitung
durch erfahrene Kollegen in einem Laserlabor und nicht
durch ein paar Fragen im Forum.
Gruss
Harald

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