волоконные лазеры

Hello.

Народ, кто что знает по параметрам и устройству волоконных лазеров?..
А то тут говорят что вроде как кВт мощности для них не проблема...

http://professionali.ru/Topic/20077269

Vladimir
PS использовать дорогие диоды для накачки не вижу смысла - а все остальное там за копейки можно сделать...

PPS на 589 нм накачки какое стекло хорошо подходит?

 

Мощность в кВт это в каком режиме? Если в CW, то это как раз и будет одна проблема.
Так ты собрался оптоволокно делать?
Про эти лазеры чё-то вроде было в Пихтине Квантовая электроника и оптика.

 

ну судя по тому что они ими см железо кроят - я так понимаю режим непрерывный.
По кр мере мощность это точно средняя, а не импульсная, хотя, возможно что
и само излучение идет мелкими импульсами такой средней мощности...

Или вот такие приколы - не очень понимаю как излучение из волокна можно
сфокусировать на расстоянии метр - у волокна же на выходе ДН как у светодиода...

http://www.youtube.com/watch?v=gMFwHlIklQU

ну это-то как раз самое простое...

Впринципе любой материал вроде стекла который является не кристаллом с резкой Т плавления,
а очень вязкой жидкостью, которая при нагреве просто плавно уменьшает вязкость,
вытягивается в волокна очень легко - по законам физики аднака
(стекловата и базальтовая вата - из той-же оперы, ее вообще тоннами производят
самыми разными методами от литья на вращ диск до раздува паром)

Нагрей стеклянную палочку или трубку на спиртовке или спичке так чтобы начинала гнуться,
и тяни сколько хочешь - вытягивается в тонкие нити или капилляры(если трубка) без проблем.

Vladimir
PS можно и насчет полимерных волокон подумать или всякого дерьма вроде карамели
(кстати, а как вам идейка сахар с родамином попробовать? )
Но вариант со стеклянным капилляром мне чем-то очень нравиться - его можно из любой
не очень чистой стеклянной трубки сделать сколько хочешь, а внутрь налить чистого
раствору красителя, который можно постепенно прокачивать и заменять по мере работы...

PPS лабораторная посуда из калиевого стекла - оно хреновато на спичке или газовой
плите плавиться(горелкой без проблем - можно попробовать ювелирную бензовоздушную,
ну а электролизером и кварц не проблема), а вот одно время продавались стеклянные
трубочки под видом ресфедеров - они из натриевого стекла(или даже легкоплавкого борного?)
и плавяться на спичке легко... Ну и главный клондайк стекол любых марок - это конечно
лампочки всякие разные, начиная от накаливания кончая всякими мудреными газоразрядками...
Колбы и трубки ламп обычно из легкоплавкого стекла(кстати а в красный красят неодимом ).

 

"...использовать дорогие диоды для накачки не вижу смысла ".
А Вы недорогие найдите и скажите нам, где их можно взять.
"...на 589 нм накачки какое стекло хорошо подходит".
Никакое. Сегодня основные активные волокна - с Yb и Er. Накачка (диодная, естественно) -975 нм (+-). Er можно также качать на 1350, но это ещё дополнительное преобразование по частоте требуется. Есть ещё всякая экзотика, но её в первом приближении можно не рассмативать. Самому делать активное волокно, IMHO, фигня полная. Во-первых, это высокочистое кварцевое волокно. Во-вторых, легированное активными ионами, причём допант имеет строго фиксированное распределение по поперечному сечению волокна.
"...как излучение из волокна можно сфокусировать на расстоянии метр"
На выходе волоконника устанавливается коллиматор.
"...кто что знает по параметрам и устройству волоконных лазеров"?
С этим очень плохо в наш меркантильный век. Г-н Гапонцев, например, вовсе не расположен делиться нформацией о том, как же всё это работает. Хотя не спорю IPG делает очень неплохие дивайсы. Юзаем их 200 вт нерерывник. А параметры - их в сети хоть ж...й ешь.

 

ну 1 Вт из китая менее 100р обходяться, правда ИК не интересовались, надо будет узнать...

А вообще нафиг диоды? Чем обычная лампа не угодила?..

Тем более что до КПД некоторых ламп 80-82% лазерам еще как до луны пешком...
Единственно что поискать придеться что можно накачать этим дуплетом - ну дак всяких
красителей нынче как грязи просто...


>"...на 589 нм накачки какое стекло хорошо подходит".
>Никакое. Сегодня основные активные волокна - с Yb и Er. Накачка (диодная, естественно) -975 нм (+-). Er можно также качать на 1350, но это ещё

а неодим, хром, медь? Там же только из стойкой неорганики фик перечислишь чего может генерить,
а уж из органики и тем более...

> Есть ещё всякая экзотика, но её в первом приближении можно не рассмативать.

ну для кого экзотика, а для кого может и халява

> Самому делать активное волокно, IMHO, фигня полная. Во-первых, это высокочистое кварцевое волокно.

не думаю что там 30 км волокна

а на сотни метров даже пластик работает

>Во-вторых, легированное активными ионами, причём допант имеет строго фиксированное распределение по поперечному сечению волокна.

а вот это как раз проще и кое-что говорит о технологии!

То есть они взяли значит готовое чистое волокно, в кое-что макнули, и отожгли...

Примесь можно подбором температурных режимов как угодно разогнать - в полупроводниковых технологиях это как семечки.

>"...как излучение из волокна можно сфокусировать на расстоянии метр"
>На выходе волоконника устанавливается коллиматор.

дак у него что из волокна выходит, с каким углом расхождения?..

>"...кто что знает по параметрам и устройству волоконных лазеров"?
>С этим очень плохо в наш меркантильный век. Г-н Гапонцев, например, вовсе не расположен делиться нформацией о том, как же всё это работает.

придеться поделить значит, а может и опередить

>Хотя не спорю IPG делает очень неплохие дивайсы. Юзаем их 200 вт нерерывник. А параметры - их в сети хоть ж...й ешь.

так-с. А что про него известно? Диаметр и тип волокна на выходе хотябы, и что и под каким углом оттуда выходит?

И что там хоть примерно внутри - длина активного волокна и как свернуто, одно или много и тд и тп...

Выход там световод или все-же одно волокно какое-то хитрое большого диаметра?..
квт прогнать по волокну и не расплавить не очень понимаю как...

Vladimir
PS что-то мысль появилась это все с люминесцентным кабелем скрестить...

 

а вот это не его проделки?

http://www.google.com/patents?q=laser+g ... ch+Patents

Vladimir

 

tvv385

Ты сначала бы сделал обычное оптоволокно. И почитай в книгах как обычное оптоволкно изготовляют.

 

Давайте разберёмся.
"...1 Вт из китая менее 100р обходяться".
Пусть. Ну, и какова у этих диодов длина волны? Ширина спектра?
"...до КПД некоторых ламп 80-82% лазерам еще как до луны пешком".
Теперь ответьте сами себе на вопрос в рамках формальной логики: "Если лампы обладают таким замечательным КПД, то почему в твердотельных лазерах везде, где только можно, переползают на диодную накачку, хотя у неё КПД МЕНЬШЕ - 50-65%"? Типа кругом одни идиоты?
"... неодим, хром, медь?"
Nd проигрывает Yb по квантовому КПД (805/1060 < 975/1055). Cr в стекле? Знаю только в кристаллах. Cu? Это где? Увы, выбор активных ионов невелик. Ибо только под Yb создана эффективная накачка и есть хорошие стеклянные/ кристаллические матрицы. Er - очень важный допант, но не в силовых лазерах. Это - для телекоммуникаций.
"а вот это как раз проще и кое-что говорит о технологии! То есть они взяли значит готовое чистое волокно, в кое-что макнули, и отожгли..."
Вы сходите с стеклянщикам-волоконщикам и им раскажите, что будете в готовое чистое волокно снаружи вводить легирующие примеси. Много нового о себе узнаете. И ещё о ближайших родственниках.
"...придеться поделить значит, а может и опередить".
Такое возможно. Но помните - IPG большая фирма со своим исследовательским подразделением в котором отнюдь не дураки работают. Имеет огромный наработанный опыт. Возьмём лишь один момент. В их лазерах (по крайней мере, до 1 кВт) вывод излучения осуществляется через одиночное волокно. Многие бы так хотели, только ни у кого пока не получается.
"А что про него известно? Диаметр и тип волокна на выходе хотябы, и что и под каким углом оттуда выходит?"
А ничего не известно практически. Мне во Фрязино сказали лишь, что сегодня одиночный мгодуль (блок, содержащий диоды накачки, активное волокно и систему ввода в оное) делется на мощность приерно 300 Вт. В мощных лазерах приходится ставить много модулей и суммировать выходные мощности.
В нашем лазере на выходе - коллиматор. Из коллиматоа выходит пучок Д=6 мм и почти дифракционного качества. Спектр, правда, говно.

 

внезапная тема. я буквально сам пару дней назад копался в теме волоконных лазеров - подруга диссертацию по ним делает.

уважаемый tvv385, бреда много вы понаписали. вероятно, править придётся переписку или удалять всё и начитать тему заново, чтобы не смущать остальных в тему зашедших

 

дак ведь делал же... И стеклянный капилляр делал - вот это кстати куда более полезная штука,
по кр мере волокна нынче и готового как грязи, а капилляр обычно делать приходиться...

и что я там должен был вычитать? Большей халявы для изговления пром установки на коленке
пока не видел - там даже без своей инструменталки можно всю установку собрать, +- см точности
вообще ни на что не влияет...

Электроника вообще не проблема(приметив - все системы авт регулирования собираются тупо на макетках на коленке),
а нынче даже и лазерный дифракционный измеритель толщины волокна делается из указки за полтинник...

Кислород-водородный электролизер уже давно используется по хозяйству Идеально подходит для таких
поделок тк легко регулируется полностью электрически.

Моторчики для сервоприводов - тоже как обычно, выковыриваешь шаговики из хлама и вперед.
(что и делается для 3D станков )


Другое дело что париться с волокном нынче большого смысла нет - дешевое оно, и на практике бесполезное.
(реально оно нужно только межгороде где регенерационный участок 15-30 км, в городе и медь работает не хуже)


Я например сделал установку для производства медных микрокабелей - это гораздо практичнее и полезнее.
Никакой оконечки не надо, а 90% линков имеют длину в разы меньше номинальной, так что экономия выходит приличная...
(Могу хоть бесплатно весь район локалками окучить, при этом никаких кредитов и кап вложений больших не нужно вообще,
пока эти идиоты оптические кольца тянут - в доме уже 2 одномодовых 24-волок. оптических кольца, но пользы от них не много
тк тарифная политика такова, что только поставляют клиентов мне, и сильно упростили задачу подключения к инету )

Vladimir
PS вообще - провайдеры это большой лохотрон. Рекомендую тянуть СВОИ сети, причем обязательно на не упр свитчах,
чтобы не было потом соблазна кого-то отключать за не уплату или сделать локальный траффик платным...

 

диоды как диоды - лампочки для витрин отличные получаются
В коридоре вон уже пол-года круглосуточно горит - и еще жив, хоть и халтура китайская с полимерной линзой
и похоже полимерным же люминофором...

А вообще наверно любые можно найти, там большие заводы в китае - дешево и сердито в общем И качество приличное...


>"...до КПД некоторых ламп 80-82% лазерам еще как до луны пешком".
>Теперь ответьте сами себе на вопрос в рамках формальной логики: "Если лампы обладают таким замечательным КПД, то почему в твердотельных
>лазерах везде, где только можно, переползают на диодную накачку, хотя у неё КПД МЕНЬШЕ - 50-65%"?

а вот это вы у IPG спросите

>Типа кругом одни идиоты?

не думаю. Тут еще вопрос в возможности патентования и привлекательности для инвесторов.

Лампам этим уже много лет, патентовать там уже особо не чего, а значит инвесторов искать
замучитесь - им привлекательнее вложиться в какое-нить дерьмо, но где бизнес будет
надежно защищен патентами... (к бизнесу у меня и самого подход аналогичный - бизнес есть бизнес
Поэтому я и предлагаю кое-что делать как открытые проекты чтобы снизить затраты - вкладываться
в то что нельзя запатентовать никто не будет, но собраться сделать проект самим можно)


> сегодня одиночный мгодуль (блок, содержащий диоды накачки, активное волокно и систему ввода в оное) делется на мощность приерно 300 Вт.

отличный размерчик!

как раз около оптиума, при котором эти лампы имеют макс КПД...
(они давно известны, но в светотехнике не прижились - цветопередача хреновая, и оптимальная Т и КПД тока при опред мощностях и давлениях)



>В мощных лазерах приходится ставить много модулей и суммировать выходные мощности.

во!!!

А вот с этого и надо было начинать!!!

Много вы знаете методов суммирования когерентного излучения???
(намек - халява где-то рядом )


>В нашем лазере на выходе - коллиматор. Из коллиматоа выходит пучок Д=6 мм и почти дифракционного качества. Спектр, правда, говно.

вот что еще очень интересно

1) диоды накачки там обычные, или все-таки лазерные? (чует моя Ж что все-же лазерные)

2) накачка в волокно подается сбоку, или все-же в торец? (намек уловили? )

3) дак там что, просто из торца волокна выходит пучок расходящийся как от диода такой мощности?
(я так понимаю только вблизи торца будет опасная плотность - надо защитить эту зону от пыли)
Или все-же из торца самого волокна пучок уже боле-мене мало расход.?


Vladimir

 

Некоторая краткая инфа о волоконных лазерах:
1. Оптоволокно накачивают исключительно лазерными диодами. Накачивать лазерным диодом через боковые поверхности активного элемента крайне не эффективно. По этому излучение вводят в торец.
Излучение от лампы в торец не заведешь, а через боковые поверхности не эффективно. И ещё более не эффективно чем лазером.
2. Зеркала встраиваются в волокно. А самое главное коэффициенты отражение строго рассчитываются!
3. Оптоволокно делают примерно по такому алгоритму:

1. Варка стекла(температура около 1000-1200 градусов)[/*:m:3exev1lf]
2. Просветление. В стекле достаточно много пузырей. Мы их даже можем не видеть. Чтобы от них избавиться необходимо уменьшить вязкость стекла. А делают это повышением температуры(не менее 1500 градусов). И расплавленное стекло довольно долго держится при такой температуре.[/*:m:3exev1lf]
3. Вытягивание волокна. Волокно должно вытягиваться с определенной скоростью, а главное равномерно! В ручную этого не реально сделать[/*:m:3exev1lf]

Диаметр ядра оптоволокна составляет обычно не более 200-400 мкм. А значит примерно такого диаметра должно быть отверстие через которое вытягивают волокно. И состав волокна, для лазера или усилителя, тщательно подбирают. Иначе будет тушиться (примесями) генерация.

Теперь проанализируем, что пишет tvv385:

Как раз диодами для накачки и придется пользоваться. Но это ещё ладно. ЛД на 1 ватт не очень дорого стоит. А вот можно ли его припахать я точно не знаю. Скорее всего можно, но если ЛД имеет достаточно большую полосу излучения, то эффективность такой накачки будет ниже.
Далее..

На что был ответ:

Я писал выше как примерно делают волокно. И как вы думаете во сколько такая процедура обойдется?
Вот ещё:

Толщина в разных местах таких волокон будет не одинаковая. Для лазера это очень даже не хорошо. Ну эт давайте припустим. Если таким способом пытаться изготовлять активное волокно, то надо бы и чтобы в стеклянных палочках активные примеси были. Тогда остается 2 варианта:первый варить стекло самому и добавлять их(а это надо иметь специальную печь и потратить прилично электроэнергии), и второй где-то такие стержни найти. Стекло там с достаточно достаточно большой температуру размягчение и специального состава.

Ну вот как делать зеркала для такого лазера?(они встроенные в волокно) И надо ещё вычислить какой коэффициент отражения у них должен быть! Диаметр волокна до 200-400 мкм, значит нужно подумать как туда излучение в торец заводить. Оптика там должна быть специальная(дома не сделать и стоит дорого!). А там ещё нужно помнить, что усиление должно быть больше чем потерь. А здесь только потери из-за того, что толщина волокна колеблется будут не слабые.

 

поправки.
насколько я знаю, в волоконных не зеркала. роль резонатора выполняют диф. решётки.
избевление от пузырей при варке стекла идёт не повышением температуры, а временем размешивания.
варка стекла в домашних условиях может и возможна, но не оптического и не для волокна. в первую очередь, при варке идёт чёткий контроль примесей и берётся несколько тестов прямо из чана на показатель преломления (а это, по сути, один из самых главных параметров, особенно в волокне) и корректируются смеси. ну и не забываем про примеси активных веществ, которые тоже необходимо получить в этекле в определённых объёмах

 

Насчет решеток не знаю, но вполне возможно
Насчет варки стекла, я это давно читал, может и так. Но повышенная температура отыгрывает не малую роль.

 

нет. всё-таки это делается не температурой. иногда это губительно сказывается на свойствах окончательного стекла. сколько видел технологических карт (вравда для оптоволокна не видел), но ни разу пузырность не устранялась температурой

 

возможно, но этот процесс идет с температурами не менее 1500 градусов, особенно для волокна

 

тут дело не в том, для волокна или нет. тут всё зависит от состава и примесей. не буду врать, не помню, при какой именно температуре стекло для волокна варится, но, если интересно, могу завтра доки почитать, уточнить

 

ну я вот только что читал, что варка идет для волокна при температурах 1600 и выше

 

ну значит так=)