Źródło laserowe fiber - jaki rodzaj lasera i budowa.

rsv6 wrote:

Czy jest mi ktoś w stanie powiedzieć jakiego rodzaju i jakiej budowy są źródła laserowe montowane w przecinarka do stali od minimum 500w mocy? Szukam informacji ale znajduje mi tylko CO2.

To są lasery światłowodowe (fiber lub fibre ). Ośrodkiem aktywnym jest światłowód (zazwyczaj wielomodowy) domieszkowany jonami iterbu (długość fali ok. 1um). Ośrodek aktywny pompowany jest diodami laserowymi (długość fali ok. 976-980nm). Nie wiem czy to odpowiada na Twoje pytanie.

Widzę że po wpisaniu w google.pl wyskakują strony reklamujące firm kimla ale oni stosują gotowe moduły prawdopodobnie firmy IPG Photonics i tylko składają całą mechanikę (silniki, elektronika) do kupy.

rsv6 wrote:

Wiele mi to nie mówi. Czyli tam są zwykłe diody około 10W każda na światłowodzie i skupiane wszystkie do kupy? No ale 500w to jakieś 50 diod. Myślałem że tam siedzi jakiś laser typu rubionowy.

Tam są diody laserowe - ale światło które wychodzi z lasera nie pochodzi z tych diod.

W laserze rubinowym masz lampę błyskową która dostarcza energii do pręta rubinowego. W laserze światłowodowym zamiast pręta rubionowego jest włókno światłowodowe (stad nazwa fiber laser) i zamiast lampy błyskowej masz diody laserowe które dostarczają energii do światłowodu domieszkowanego w którym następuje akcja laserowa i wzmocnienia światła. Tutaj jest odpowiedni obrazek:
https://www.ll.mit.edu/publications/journal/pdf/vol03_no3/3.3.5.diodepumpedlaser.pdf
Rysunek 10 strona 422.
A tutaj jest zdjecie 1cm diody laserowej ktora ma 2kW mocy:
https://phys.org/news/2015-06-diode-lasers-bars-kw-output.html
tyle ze taka dioda laserowa ma bardzo brzydka wiazke wiec sama dioda nie nadaje sie do ciecia blach.

rsv6 wrote:

Jaką mają moc i sprawność lasery rubinowe? Czy nie lepszy jest właśnie taki rodzaj niż zwykły fiber w którym zużywają się diody?
Ze zdjęcia wynika że Światłowód już tylko przenosi samą energię nie generuje. A przed nim i tak jest cała optyka.

Laser rubinowy to ma sprawność chyba około jednego procenta ale nie zdziwiłbym się gdyby miał znacznie mniej. Do tego laser rubinowy może działac tylko impulsowo bo to ośrodek trójpoziomowy. W laserze rubinowym zużywają się lampy błyskowe i te mocniejsze trzeba wymienić już po 1000 błyskach. Do tego chodzi chłodzenie wodą itp. Generalnie lasery rubinowy to już przeżytek i nikt chyba nawet nie produkuje/sprzedaje nowych.

rsv6 wrote:

Co w tym światłowodzie jest że zwiększa moc wiązki? Czy jest jakieś urządzenie pomiędzy czy już po prostu sam światłowód bez żadnego zasilana mnoży tę energię. Drogi taki światłowód?

Światłowód nie zwiększa mocy wiązki. On dokonuje konwersji z jednej długości fali na inną. Światłowód robi robotę pręta rubinowego z laserów rubinowych. Cała akcja laserowa dzieje się właśnie w tym światłowodzie. Zazwyczaj w takich laserach światło z matrycy diod laserowych jest zbierane w układzie optycznym w puszczane do płaszcza aktywnego światłowodu. Światło pompujące propaguje się w płaszczu światłowodu i przy okazji przecieka do rdzenia światłowodu gdzie wzbudza górny poziom laserowy. W rdzenie w skutek emisji wymuszonej wzmacniane jest światło laserowe. Ponieważ światowód ma symetrię cylindryczną to wiązka światła wychodzącego ma ładny kształt okrągłej plamki. Dlatego ładnie tnie blachę bo światło jest skupione na małej powierzchni. Diody laserowe mają duże moce ale baardzo brzydką plamkę i nie nadają się do bezpośredniej obróbki. Taki laser światłowodowy co daje z siebie 500 W mocy optycznej ma pewno w sobie diody pompujące na 3kW - 5kW więc sprawność jest całkiem ok.

rsv6 wrote:

Czyli Morał taki że fiber laser i tak ma diody większej mocy niż cała reszta.
A co myślisz o zakupie lasera CO2 ze swiatłowodem około 30W. Gdzie dostanę taki zestaw najtaniej?

Nie mam pojęcia, nie zajmuje sie handlem laserami.

rsv6 wrote:

Czy do tuby laserowej CO2 da się jakoś podłączyć światłowód? Czy na światłowodzie są jakieś straty?

Tak oczywiście dałoby się tylko bez doświadczenia będzie ciężko. Straty są przy sprzęganiu światła do światłowodu oraz w samym światłowodzie (tłumienie w światłowodzie). Nie wiem czy łatwo będzie kupić świtłowód do lasera CO2 co wytrzyma dużą moc. Będzie potrzebna jeszcze odpowiednia soczewka asferyczna z odpowiednimi pokryciami np, taka:
http://www.iiviinfrared.com/CO2-Laser-Optics/aspheric-lenses.html
oraz precyzyjna mechanika do ustawienia wszyskiego. Labolatoryjna mechanika do wpuszczania światłowodu wygląda o tak:
https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=810
Znająć średnicę modu w światłowodzie oraz zespolony parametr wiązki "q" można policzyć jaką musi mieć ogniskową doczewka aby efektywnie dopasować mody wiązki laserowej oraz mod światłowodu (tzw. mode-matching). Są na to proste wzory operujące w formaliźmie macierzy ABCD.
Ze sprzęganiem wiązek laserowych dużej mocy do światłowodu jest zawsze problem z upaleniem końcówki: masz w małej plamce skupione kilkadziesiąt watów i wystarczy że cały układ optyczny rozjedzie się o ułamek milimetra wtedy przypalasz końcówkę i światłowód się do niczego nie nadaje. Dlataego myślę że fabryczne lasery CO2 z wyjściem światłowodowym są odpowiednie zaprojektowane.

No światłowód do lasera CO2 to już dość poważna sprawa. Na 10,6µm materiały na światłowód to zwykle ekstrudowane polikrystaliczne halogenki metali alkalicznych (KCl, BrI,...) oraz np. TlBrI (bromo-jodek talu). Rzadko spotykane i raczej trudno dostępne.

Art.B wrote:

No światłowód do lasera CO2 to już dość poważna sprawa. Na 10,6µm materiały na światłowód to zwykle ekstrudowane polikrystaliczne halogenki metali alkalicznych (KCl, BrI,...) oraz np. TlBrI (bromo-jodek talu). Rzadko spotykane i raczej trudno dostępne.

Ludzie też stosują światłowody fotoniczne.

Za moich czasów powszechnie stosowane były halogenki, nie jestem jak widać na bieżąco .

No to w końcu napisałeś, do czego Ci ten laser potrzebny. Wszystko zależy od prędkości cięcia jaką chcesz uzyskać. Myślę, że budżetowo to chińska tuba CO2 60 lub 100W powinna dać radę. Z bardziej cywilizowanych rozwiązań, to za jakiś czas będę miał na zbyciu Synrada J48-2S, 25W (realnie 30W), laser wzbudzany RF.