Сравнение оптики для 445нм синего диода.

Всё точка да точка... А если мне нужен качественный луч, чтоб вдаль посветить, а не тупо повыжигать? Вариантов для этой задачи совсем не существует что-ли? Как wicked lasers умудрились получить приемлемую расходимость в своём монстре?..

 

Видимо, они применяют одну из стандартных схем для сведения излучения в узкий луч. Надеюсь, что на LPF кто-нибудь отпишется, что у них там внутри

 

Пересмотрел ещё разик физику этого дела, предварительные выводы такие: предельный диаметр выходного зрачка в видимом диапазоне - 0.5-0.7 мм, дальше утончить не позволяет волновая природа света. Для синего 1мм диаметра вполне реально, только поскоку у ЛД пятно не такое уж и круглое, имеет смысл слегка подрезать диафрагмой. Оптика, как мне видится, должна состоять из двух линз - положительной и отрицательной:
[attachment=0:2hgrcjz8]кол-р.JPG[/attachment:2hgrcjz8]
Регулировать толщину можно, если оновременно сдвигать обе линзы ( естесственно с разным шагом, пропорциональным их фокусным расстояниям. Для снижения критичности настройки система должна быть достаточно длинной.

 

У меня есть предложение, рассчитать силу цилиндрической линзы для сведения излучения в луч: почему оно в одной плоскости плохо фокусируется?
Я не знаю на сколько правильно представлять картину так, но ведет оно себя как раз похоже, может этим можно воспользоваться для расчета...
Представим для удобства все в плоскости, если один источник чуть дальше от линзы, а один чуть ближе, то как бы мы не старались излучение в луч сфокусируется только от одного ( первая картинка ) можно подправить излучение одного из них, тогда продолжения лучей сойдутся на втором источнике, линзе покажется что они на одном расстоянии ( оно фокусное ) тогда их можно сфокусировать. Красное и зеленое вертикаль и горизонталь. В принципе если оно похоже на то, то достаточно еще одной цилиндрической линзы ( зеленая ). Важно, она должна быть между обычной и диодом, а так как там места мало, то предлагаю ее рассчитать... На основании, на сколько разойдется излучение если ставить только обычную линзу, зная ее силу... Надо только определиться по быстрой или по медленной оси излучение "дальше" от этого зависит плюсовая или нет будет, цил. линза.
Если всё не так, то прошу особо не ругать, все мы люди...

 

Источник один - п/п зеркало резонатора, просто он не точечный. Зеленая линза будет преломлять все лучи, а не только "зелёные", каша на выходе только усугубится да и потери возрастут. Надо ещё по оптике почитать, а то боремся с тем чего и нет!

 

Теперь моя очередь картинки кидать . Всё что я напишу ниже, не является гарантировано 100% верным, это всего-лишь моё понимание сути. На рисунках масштабы и размеры не везде придержаны точно...

Из-за чего точка от ЛД несимметричная? Да, из-за несимметричного излучающего участка. Он имеет форму прямоугольника, но не этот фактор является решающим. Прямоугольник не проецируется объективом в перевёрнутом виде, как это было бы в обычной ситуации. Вообще-то проецируется, но тут замешан другой фактор - дифракция. Дело в том, что на выходе с кристалла излучение терпит дифракционное расхождение. А оно тем больше, чем меньше участок излучения. Вот первый рисунок:[attachment=4:3aernesl]Оптика1.PNG[/attachment:3aernesl]По вертикали расходимость гораздо больше, т.к. высота участка меньше ширины. Это называется быстрой осью. Ось с меньшей расходимостью называется, соответственно, медленной. И вот что будет, если сколлимировать такое излучение обычной линзой:[attachment=3:3aernesl]Оптика2.PNG[/attachment:3aernesl]Быстрая ось даст луч гораздо большего диаметра, и он будет меньше расходится. На определённом расстоянии точка приобретёт правильную форму, а дальше её снова начнёт капитально плющить, и картинка развернётся на 90 градусов...
Чтоб избавится от такого эффекта, были придуманы цилиндрические линзы. Они собирают (или рассеивают) только в одной плоскости. Вот что получится с заюзыванием цилиндрической линзы от какой-нибудь линейки:[attachment=1:3aernesl]Оптика3.PNG[/attachment:3aernesl]Скорее всего такая система и юзается в wicked лазере. Такие линзы у китайцев доступны и недорогие. Вот только я не уверен в правильности их формы. Вполне возможно что они круглые (не параболические, или какие-то там ещё, для устранения аберраций), ещё и плоско-выпуклые. В таком случае получим аберрацию. Есть у этого метода один недостаток - малая расходимость пучка после этой линзы. Из-за этого проблематично получить достаточно толстый малорасходящийся луч, т.к. приходится юзать длиннофокусную оптику, занимающую много места. Эта проблема и у "зелёнок" наблюдается. Поэтому часто добавляют ещё рассеивающую линзу:[attachment=0:3aernesl]Оптика4.PNG[/attachment:3aernesl]Она позволяет уменьшить габариты оптической системы. Но конструкция получается шибко громоздкой. Зачем уменьшать расходимость быстрой оси, чтоб затем снова её увеличивать вместе с медленной? Можно ведь сразу увеличить расходимость медленной и получить тот же результат. Вот так вот:[attachment=2:3aernesl]Оптика5.PNG[/attachment:3aernesl]К сожалению я даже представления не имею, где можно достать вогнутую цилиндрическую линзу, да ещё и правильной формы...

P.S. На расходимость влияет только диаметр луча. И без разницы как вы там в оптической системе поизвращались над лучом, от этого только искажения и потери добавятся. Это я к тому, что система типа "сфокусировать линзой, диаметром 5см, в рассеивающую линзочку, которая даст на выходе идеальный тонюсеньй луч" сродни вечного двигателя...

 

Идея применения цилиндрической линзы Барлоу заслуживает пристального внимания. Технология обработки стекла микропорошками не так уж и сложна, хотя и довольно нудна. А насчет тонюсенький идеальный лучик - эт другая тема. Нам бы вместе подобрать оптимальный компромисс. Чем плохо, если относительно небольшими затратами удастся улучшить правильность точки в пару/тройку раз?

 

Системой с собирающей и рассеивающей линз качество луча не улучшить. Это равносильно одной короткофокусной линзе... Компромисс у каждого свой. Кому-то нравятся тонкие лучи и его устроит пятно в полтора метра, на одном километре, при диаметре луча 1,5мм. А кому-то хочется получить 30см на километр, при диаметре луча 6...7мм. Вот я, например, отношусь к последним. Мне нравится тонкий как игла луч, при свечении в даль, а не размазня...

 

suslox, если будешь светить на небольшие расстояния, то аиксиз более чем подходит. Но если тебе нужен луч с небольшим расхождением, чтобы светить на большие расстояния то придётся городить подобный огород

 

Просто за синий многие выложили кругленькую сумму и портить ложкой дёгтя бочку мёда обидно, вот и перебираем теоретически варианты, чтоб гулять-так гулять!

Вот тут я не согласен-компромисс есть компромисс, то бишь уступки своих амбиций некоемым среднестатистическим потребностям. Честно говоря щас влеплю ИНФу благодарность за идею с цилиндром и прикину, чо получится, если скрестить со своей, т.е. посветить диодом с другой стороны предлагаемой им оптической системы. Полагаю, что от перемены мест слагаемых ( исправление астигматики - формирование луча или формирование - исправление астигматики ) результат не сильно будет различаться.

 

По моему так просто не выйдет ( я про последний рисунок INFERION"а ) представим что есть точечный источник ( то что диод не точечный роли вот тут не играет ) он по вертикали излучает под 20 градусов, по горизонтали под 10. Ставим обычную линзу и в идеале получаем луч прямоугольник. Теперь ставим цилиндрическую минусовую и эти 10 доходят до той сферической линзы как и 20, по размеру пятна, пусть это будет в идеале квадрат. Оно не сфокусируется в квадратный луч! Будет расходящийся прямоугольник(расходящийся по горизонтали) , потому что по горизонтали источник стал для сферической линзы ближе, а для фокусировки он должен быть на расстоянии фокуса.

 

Было бы всё так просто ...

Получишь полоску, шириною 2,5см, уже на 10-ти метрах ...

Посмотри внимательнее рисунок. линза там хитрой формы, какраз для устранения этого эффекта. Я специально в ней изобразил путь лучей, чтоб было видно, как эта линза ещё и виртуальное фокусное растояние оставляет на нужном месте . Я поэтому за правильную форму и упомянул. Тут нужна хитрая форма, которая сначала рассеивает пучок больше нормы, отодвигая фокусное расстояние назад, а затем собирает его под нужным углом. Если там продолжить линии, идущие от выходной собирающей линзы, они пересекутся ровно на участке излучения ЛД...

 

Да реально, извиняюсь я не заметил, но такую линзу я думаю достать то...
Про излучение диода: я не думаю что 2,5 см это только из за дифракции в воздухе, от того что луч узкий... вы вроде писали что ось быстрая, из за дифракции на границе кристалла, соответственно если продлить лучи назад, то все же получается источник с разными положениями излучения по вертикали и горизонтали.... по этому оно и не должно фокусироваться в луч и с идеальной линзой(одной), вроде. Так?

 

Очень примитивно - в sPlanе. Главный инструмент - линейка, которая способна мерить углы. В геометрической оптике в основном один механизм работает - коэффициент преломления и угол, под которым свет падает на границу раздела сред (воздух-стекло, стекло-воздух и т.п.). И линзы работают довольно просто. Это всё легко в уме укладывается. А вот расчёт линзы, состоящей из набора сферических элементов, для взаимокомпенсации различных аберраций (например стеклянный AixiZ), я осилить не могу. Поэтому рисую везде идеальные асферические элементы - полноценные линзы из одной детали, которые на практике если и можно изготовить, то за очень крупные бабки...

Да там в основном расходимость какраз из-за размера участка. Но ведь чем меньше расходимость с кристалла, тем дальше его можно отодвинуть от линзы, и тем меньше (визуально) будет размер излучающей площадки. И наоборот. Вот и получается, что если расширить медленную ось - площадка как бы меньше станет, но придётся ближе пододвинуть собирающую линзу. Эффекта от этого никакого, но ведь мы не может далеко отодвинуть линзу из-за быстрой оси. Много излучения пройдёт мимо. И мы её пододвигаем слишком близко для медленной оси, и она начинает быстро расходится, т.к. площадка просто огромная (визуально). Цилиндрическими линзами это исправляют уже давно, преимущественно в мощных ИК ЛД и линейках...

Всмысле? Вопроса не понял. Линза только компенсирует своё вмешательство в фокусное растояние, и оставляет его на одном месте для обоих осей...