И почему все-таки лазер?

Наверное то, о чем я напишу многим (особенно профи) покажется наивным, хорошо бы не оскорбительным.
Очень не хочу быть неприятным в своих рассуждениях, очень хочу быть понятым.
Чтобы не создалось впечатления, будто бы я пишу праздно, скажу, что еще не было самых первых китайских лазерных указок, а я уже чуть ли не свободой рисковал, чтобы достать свой первый ОКГ-13.
Зачем? Зайчики пускать?.. Не знаю, но я еще в детстве интуитивно почувствовал волшебство лазерного луча. Когда впервые увидел газовый ОКГ-13 в Москве в Политехническом музее, собрал зеркальную установку и уговорил тетку, демонстрирующую этот лазер, разрешить мне перенаправить луч так, чтобы кинуть пятно через весь коридор и увидеть его на далекой стене, посмотреть, как луч расходится…
Потом я достал такой же. Подзорной трубой калимировал луч так, что с километра пятно с рубль олимпийский было.
Теперь другие технологии. Ну что же, так, наверное, и должно быть.
Но мой вопрос в общем-то не так и прост, поэтому мне и хочется написать о нем подробно.
На каких только форумах я не был. Почти везде одно и то же: хвалятся люди мощёй своих лазеров. Прожигают разные всякие предметы. Зайчики пускают на многие километры. И всем хочется больше и больше мощности, чтоб банку консервную насквозь. Платят большущие деньги, покупают дорогие лазеры.
За этими делами забывают то, что лазер отличает от других источников света – монохроматичность, когерентность…
Даже на профессиональных форумах в основном что-то прожигают.
И все!
Ну ладно, чувствуется, что на большом расстоянии, да еще и через оконное стекло, зажечь занавеску у соседа – врага – это круто, даже волшебно! Ну а вообще, возможно ли такое?
Поговорим о доступном – полупроводниковые лазерные диоды. Собрать большую мощность в одном кристалле невозможно. Это противоречит законом физики. Никакой из существующих на Земле материал просто сам по себе не выдержит такую мощность в микронной точке. А уж о зеркалах резонатора я и не говорю вовсе. Поэтому только много кристаллов в линейке хоть что-то может дать. Но это, как в многих видеороликах, обычная линза (хоть и хитрая) и цель в паре сантиметрах от нее. Передать эту мощность малорасходящимся лучом… ну не знаю.
Но, пардон, этого можно достичь и не лазером, а чем-то попроще и подешевле. Собрать оптический концентратор действительно дешевле и проще, чем достать мощный лазер. Не монохроматично? Не когерентно? Ну и что? Все равно камни прожигать…
Тогда возникает очень простой и естественный вопрос: а зачем вообще именно лазер? Ну не в промышленности или, там, в научных целях? Я понимаю – гравировка (но таких единицы), или голография (таких еще меньше).
Может быть, я чего-то не понимаю?
Давайте поговорим об этом.
Меня тоже интересует тема концентрации световой энергии огромной мощности в микронном пятне, потому что я чувствую еще (с детства еще наверное) волшебность этого и какие-то необычные возможности. Но еще больше меня, все-таки, интересует, как такое пятно получить на большом расстоянии (не километры, нет, конечно, хотя бы десятки метров). И необязательно свет должен быть лазерным.

 

Ну во первых собрать свет с лазерного диода куда проще и доступнее, чем городить сложную оптическую систему. Особенно если речь идёт о ЛД из пишуших приводов. Куда уж проще и доступнее? Слабые они? Так всё равно не вижу вариантов лучше за лазер. По-моему в том же твёрдотеле получить нормальный луч гораздо проще, чем в каком-нибудь фокконе. Да и как быть с разным углом преломления света, с разной длинной волны? Чтоб качественно фокусировать линзами - требуется монохромный источник. Иначе прийдётся городить систему из зеркальных рефлекторов (как в фонариках). Хотя в сложных объективах эту проблему как-то решили...
Какие-нибудь конкретные идеи есть, чем можно заменить лазер для получения нормального луча? У меня нет. Максимум что лезет в голову - ксеноновая лампа с проэктора. Только вот и с нею расходимость будет огого, и стоит она тоже не дешево. А ещё её сложно и опасно питать. Да и сама она нехило так взрывается, если ей что-то ненравится... А в лазере вообще проблема сама собою решается. В резонаторе фотоны уже бегают паралельно. Может не идеально, но всё же гораздо лучше чем в других источниках излучения...

 

"Меня тоже интересует тема концентрации световой энергии огромной мощности в микронном пятне,..."

Такое и с хорошим лазерным пучком для отнюдь не огромной мощности получить затруднительно на расстоянии в сантиметр. А уж для нелазерных источников света - вовсе невозможно. Законы сохранения не позволяют. Увы, гиперболоид инженера Гарина - фантастика. И даже не научная.

 

Нука линки на эти форумы.

Такая задача, отнюдь не нова. Уже дано ставят эксперименты, по, так называемой, поляризации вакуума: мощный импульс свыше 100кДж, аж до десятков МДж доходят. Только они не сильно короткие. Почему? Да потому что существует проблема у лазеров коротких импульсов: широкая линия излучения, что связано с неопределённостью Гейзенберга. Так, к примеру, у лазера с длительностью импульса порядка 5 фс ширина линии излучения перекрывает весь видимый спект, в лучшем случае, а то и больше )) Причём на каждой длине волны он когерентен. Это суперконтиниум генерация. Ну да ладно.


Сфокусировать в микронное пятно не так просто на больших расстояниях из-за той же дифракции. Хотя, я видел тьму объективов с 5 мкм фокальным пятном 30 см задним фокальным отрезком. Причём далеко не топовые поделки. Так что не удивлюсь, увидев и микрон на ~30см.

Делается всё это на твердотелах в синхронизации мод обычно, так что о линейках забудь.

Короче, собрать светилку из ЛД от привода это одно, но когда встаёт задача, что описана товарищем, то уже потребуется:

• Знание теории лазерной генерации[/*:m:2fam8yzi]
• Набор оптики с соответствующими покрытиями[/*:m:2fam8yzi]
• Оптический стол, набор подвижек, визуализатор, юстировочный лазер[/*:m:2fam8yzi]
• Наверняка потребуется отдельная схема для тестирования оптики пучком дифракционого (или предельно близкого к нему) качества.[/*:m:2fam8yzi]
• Хорошие руки.[/*:m:2fam8yzi]
• Лазерная головка, охлаждение, накачки (сами блоки. их на коленке не спаять)[/*:m:2fam8yzi]

 

И чем же?

Что за оптический концентратор?

 

О, как здорово! Журналистский прием - нарезать удобно так кусков из текста...
Ну да ладно. Правильно все написано выше, я, в общем-то и не спорю и спорить не собираюсь.
Просто получается вот что: максимум, что сейчас имеет народ - это с 5 - 7 метров зажечь спичку или разрезать черную изоленту. Для этого хватает четверть ватта мощности и примитивный калиматор. Затратив на оптику в 10 раз больше денег можно увеличить растояние на метр - два... Увеличив мощность до нескольких ватт и уйдя в нивидимый диапазон, можно увеличить это растояние еще на пару метров. Вот это предел. А дальше уже идет другая физика, недоступная народу.
Ну ладно, нельзя зажечь спичку на расстоянии в километр. Наверное это и не нужно.
Ну а вообще-то я не зря упомянул другие источники световой энергии. Для качественной гравировки конечно нужна очень маленькая точка. Понятно, что в нее можно собрать очень просто монохроматический свет. Но везде ли это нужно?
Вот довольно маленьких размеров ниточка обычной галогенки излучает 150 ватт. Потери огромные при концентрации такого света, но на расстоянии в пару сантиметров получить еще меньшее пятно можно. Потеряв огромное количество энергии - да, но это все равно больше, чем в диоде от ДиВиДи. Не очень знаю как, но чувствую, что можно. Фоккон... может быть, конические (сужающиеся) световоды? Почему бы и нет? Хоть от киловаттной лампы с длинной нитью накаливания световодами свет можно свести в довольно маленькую точку. Оптически чистое варцевое стекло может пропустить через себя почти весь свет и выдержать такую мощность.

 

" ...от киловаттной лампы с длинной нитью накаливания световодами свет можно свести в довольно маленькую точку. Оптически чистое варцевое стекло может пропустить через себя почти весь свет и выдержать такую мощность."

Световод, конечно же, имеет корку малого диаметра, У одномода - микрон 6 примерно. НО: сколько света (в %) Вы сможете завести от такой лампы накаливания в световод? Для размышления: у Yokogawы (в девичестве Ando) есть такая примочка - источник белого света с волоконным (в одномод и многомод) выходом. Весьма пользительная вещь для спектральных измерений в волокнах. Лампа там галогенка, причём не сверхмощная. Посмотрите, какова мощность на выходе из волокна.

 

Полностью согласен с INFERION и suslox. Фонарик не сфокусируешь в красный, зеленый, синий, и др. лучик, который бьет на несколько км. А так же прожигает.

Может и есть альтернативы, но возьня... (приводы легко найти, умея паять и мастерить можно легко собрать. может конечно не самый крутой, но все же )

 

Спектры поглощения. Половина немонохроматического света может слабо поглощаться средой, в результате чего эффективность будет невысокой. Лазерной гравировкой сейчас занимается туева хуча организаций, дла чего создана не меньшая туева хуча лазерных гравёров.

Плохо чувствуешь.

Нет, ибо дифракция, да и качество пучка на выходе волокна далеко от дифракционного. Без доп.оптики не обойтись.

И я всё ещё жду ссылки на "профессиональные форумы для лазерщиков",

 

Ну, забили совсем! Ладно, сам виноват. Про ссылку: кажется где-то здесь была ссылка на тему "Стендовые испытания 60 ваттного лазерного диода". Довольно все нелюбитнльски. Но все ролики направлены только на демонстрацию прожигательной особенности. Все камни прожигал счастливый обладатель лазера. Ссылку, если надо, дам позже. Я с мобильника пишу - очень неудобно.

 

Нет. Можно увеличить расстояние на порядок (можешь погулить по "beam expander" и diffraction)

Наоборот. Чем меньше длина волны, тем больше расстояние "поджигания" за счёт меньшей дифракции.

Неверно в корне. Для качественной гравировки надо очень быстро передать слою вещества достаточное количество энергии, чтобы часть слоя испарилась и не успела передать тепло на более глубокие слои. Т.е. ключевыми моментами тут являются длительность импульса и мощность, хотя и размер точки играет не последнюю роль (но это уже больше для резки, а не для гравировки). Поправьте меня, если я не прав

А смысл всего этого? Что потом с этим световым потоком делать, даже если вдруг удастся его получить?

 

А вот не совсем верно. Возрастает и дисперсия. Тут есть оптимум, который можно вычислить для конкретной задачи.

Основная характеристика - плотность мощности. Так что и размер пятна влияет. Возьмите теорию по взаимодействию лазерного излучения с веществом, по лазерной обработке - везде фигурирует именно плотность мощности.


К автору. У тебя есть какая-то конкретная задача или что? Опиши,что именно ты хочешь увидеть.

 

Не совсем понятно, как тут может повлиять дисперсия и откуда она возникает. Елси только дисперсия из-за того, что коэф. преломления воздуха неравномерный в пространстве и дисперсия будет возникать по ходу лазерного луча в воздухе.

Да я не спорю. Просто имеется ввиду, что не импульсным лазером ты нормально не сможешь гравировать. Только резать

 

Тьфу ёп )) Рассеяние, конечно ))

 

ты читай а не только смотри
он чпу для метала собирал и вроде уже давно собрал. а испытания те на маленькой мощности.
возьми лампу фару от самолёта и свити ей в даль на много километров. или покупай китайский фанарик и жарь яичницу на пол метрах

 

Так. Не бейте уж так-то!
Ни на какой флуд никого я разводить не хотел и не хочу. Я и написал в самом начале, что боюсь быть не понятым. Так и происходит. Никого в этом не виню, кроме себя самого нелюбимого.
Уж извиняйте, не каждому дано точно до гениальности и понятно излагать свои мысли.
Но площадку для понимания я подготовил.
Если тему закроют - не обидно, тогда пишу на последок.
если в поисковиках набирать такие слова как ЛАЗЕР, ЛАЗЕРНЫЙ МОДУЛЬ и тому подобное, конечно будешь попадать в разные места и с не совсем одинаковой тематикой. Будет много фотографий и много различных видеороликов. Но если попробовать собрать эдакую статистику: что интересует в этих темах людей больше, что средне, а что меньше всего, то тогда и выясниться, что больше всего выложенной информации, как раз и будет посвящено зажиганию, прожиганию...
И я не укоряю за это никого, потому что сам этим интересуюсь.
Раньше этого не было, потому что не было доступных лазеров. Теперь заинтересованных много.
Ну ладно, совершенно понятно, что для многих интерес подогревается иллюзорной перспективой маленького гиперболоида и незнанием невозможности его существования. И вот тут получается интересная вещь - немогущие прожечь стену соседнего дома со сто метрового расстояния, люди прожигают полиэтиленовые пакеты с трех метров и лопают на демонстрациях шарики. Все это игра. Еще поиграют взрослые дети годика три - четыре, и лазерные указки на базе ДиВиДи-шных диодов перестанут быть популярными.
У меня задача есть. Доступный лазер сегодняшних дней это дать не может, хотя и подошел к этому.
Конечно интересным может быть возможность обладания фонариком, способным прожечь обшивку автомобиля противного соседа, который спит и не слышит работу своей не отрегулированной сигнализации. В этом, наверное, чувствуется такой же восторг, какой некоторые мужчины испытывают, первый раз взявшие в руки хороший автомат или что-нибудь еще, по круче!
Но, как я писал, это все равно игра.
Мне большого расстояния не нужно. Может быть и сантиметры, может быть и не микронное пятно, не обязательно свет лазерного качества. Но хотелось бы получить пятнышко очень большой энергетической плотности, которой никакой материал на земле сопротивляться не сможет.
Много ли это? Да вовсе нет. Нить галогенной лампы накаливания показывает реально крупную по размерам площадку из вольфрама, которая нагрета до предела, испускает ослепительно белый свет, а мощность, которая для этого нужна - всего 100 ватт.
Наверное не в лазерных темах надо было мне это смотреть, а в каких-то оптических экспериментах покопаться.
Те же пресловутые Фокконы... Хотя бы теоретически, не учитывая потерь, что можно получить? Или практически, например, имея очень узкую пирамиду, собрав в широком конце очень много света, и очень же много (все-таки) потеряв, что можно получить на выходе?
Не судите строго, если не могу соответствовать вашим знаниям и опыту.