我也入坑激光,测试75W LD泵Nd:YAG激光棒、 激光头, 出激光了
我也入坑激光了, YAG固体激光还是有点复杂的,此前花时间学习了激光防护和YAG激光方面的理论知识,加上坛友前辈的指导,才能使实验一次就成功,首先谢谢坛友前辈了,也感谢坛友提供激光核心器材; 现在发来与坛友学习探讨, 不足之处欢迎指点批评了!!!
     这个激光头打算用来做激光雕刻机, 坛友提供的CEO激光头, 不知道好坏,也没有参数, 参数查到了, 根据型号,Google得官方给出的参数是:  φ3mm Nd:YAG Rod  75W 半导体 Laser Pump   额定工作电压18V  额定工作电流26A 。其他东西都买齐了,但是没电源, 电源是个难题,但是做实验的话,能出效果,测试好光头是好的就行,要求不是很高, 之前在坛友那买了一只激光电源,供研究用的,于是研究了一些,改起来了,能驱动激光头出激光了

光头有BeO物质, 剧毒的, 不太敢乱搞, 做好实验就收工

上图片

Part1
所需的一堆器材
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镜架, 买了水冷的,但目前还没通水
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4个镜架, 2个二维调整,2个四维调整, 一个装红激光指示器,调试用的,两个分别装全反镜片和半反镜片。剩下一个备用
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全反&半反镜片
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调光板,1064nm激光显色板, 这个是用来调激光光斑的
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眼镜都要150元一只(有一只没拍,一只自己用,另一只备用或给访客用),但必不可少呀
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Part2
地方比较乱,简单搭起来惨不忍睹,一个字,“乱”
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安装调试好泵浦头,装有全反&半反的镜架,此前已经上电测试过泵浦头,感觉是好的, 当时准备拆掉了,于是想想,暂时有得空,顺便搭起来试试看效果,就搭起了
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用的西门子SITOP高可靠性电源, 能提供24V 20A 的电流, 目前没有别的更大的电源了,讲究测试吧
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老掉牙的信号发生器, 一个用来驱动齿轮泵电调,另一个用来驱动激光驱动板,这个型号的发生器很好用,玩低频足够了
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德国齿轮泵件,和液压站一起了,这是一个微型液压站,现在用来做水冷循环
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激光电源已经研究得差不多,但原来估计是驱动低电压LD的,于是要进行改造,才适合驱动这台激光头,原本旁边的3R3水泥电阻因为测试的时候输出电压太高,被烧了,这个电阻是并联在LD上的,已经拆下扔掉, 换了个10欧的合金电阻
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驱动波形,这块板的原理已经搞清楚,其实就是一个双MOS管同步整流变换电路,通过一颗精密电阻采样,经过,误差放大,脉宽调制,实现恒流驱动的
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在确保安全后,接上激光头, 输出最高时电压也只有15V,14V才开始能点亮LD, 仅1V的电压差,电流迅速飙升到10A以上,够呛
没有大电流表,估计工作电流在10多A那样  电流<20A吧, 估计输出功率有20W那样吧,瞎猜的,懒得去看手册了
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Part3
这是光斑,光斑最终被这台大激光泵浦挡住了, 地方太小, 后面有窗帘, 真的非常怕,怕把窗帘点燃了, 在通电前再次确认光斑投射的位置时安全的才通电的,激光器固定动不了,光斑不会乱跑, 可以通电了, 相机拍成这样了, 好强的红外光,实际上显光板上是发出绿光的,等下会看到
装调一次就出激光
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放了个烂高压包测试,瞬间起火,威力不小呀
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烧了一下不敢烧了塑料了, 高的满屋子的絮状炭黑
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烧木头, 火苗好大
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加聚焦, 试验一下烧亚克力效果怎样,打算想用来切割亚克力板
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上滑台
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结果很失望, 亚克力板表面被烧焦了,根本割不了亚克力板
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这种刀片轻易被切割
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聚焦烧垃圾
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秒穿呀
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底下的铁皮能烧起来,但是不容易穿,说明功率还不够,如果有40瓦的激光功率, 这种薄铁皮也是要秒穿的
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上面的纸筒轻松给割下来了
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好不容易烧出个洞洞了
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烧塑料,瞬间冒烟
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Part4
看看激光光斑吧,透过激光防护眼镜拍的,
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Part5
Nd:YAG 激光的经典结构(安装示意图)

la1.jpg


Part6
预告
下一个准备做个大家伙,脉冲激光,水冷头没有,要自己画好图。去找师傅加工回来,目前东西还不齐,还没时间弄,电源还没修好,控制器也还没做好,暂时玩不转了,

大功率脉冲激光头
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激光脉冲驱动电源
DSCF5972.JPG



Part7
视频地址, 激光烧垃圾
http://www.iqiyi.com/w_19rsvkjuj9.html

[修改于 3 年前 - 2016-08-20 18:48:53]

来自 强激光
 
2016-8-20 20:28:25
1楼
看调光卡上光斑尺寸,有点偏大,应该是平-平腔导致的,由于激光棒水冷套水温很低 棒子传导不急,中心和外圈有温差,两个端面呈放大镜情况,需要焦距1到2米的凹面输出镜来补偿,这样远射才集中
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adj1202(作者)
2楼
引用 RodTech:
看调光卡上光斑尺寸,有点偏大,应该是平-平腔导致的,由于激光棒水冷套水温很低 棒子传导不急,中心和外圈有温差,两个端面呈放大镜情况,需要焦距1到2米的凹面输出镜来补偿,这样远射才集中
谢谢专家指导, 如果全功率运行, 情况会有所改变吧,还是水冷的流量还不够,散热不够
确实看到光斑外圈和内圈之间有一个环形区域,光斑像白噪画面一样有轻微的斑点变化
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3楼
引用 adj1202:
谢谢专家指导, 如果全功率运行, 情况会有所改变吧,还是水冷的流量还不够,散热不够
确实看到光斑外圈和内圈之间有一个环形区域,光斑像白噪画面一样有轻微的斑点变化
斑点变化就是棒子端面不太干净或者晶体内部有小损伤,不要强迫症去擦,越擦越花。由于货场的东西来路比较坎坷,建议不要用太冷的水,也就是水温要适当热一点,不能低于10度,不然温差巨大,棒子里瑕疵会延展碎裂。入水温度控制在30度以下即可,一般是先进半导体,再进yag,这样半导体最冷,寿命长。

另外 注意红外防护,1064完全看不见,很容易出事故,或者白内障。
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2016-08-21 22:08:09
4楼
这种倍频然后加振镜是不是可以做激光投影外墙
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5楼
请楼主补充理论预测和实测验证(比如理论预测单脉冲能量,并实测之),或者补充理论综述、设计过程(而不仅仅是制作过程,重点是:为什么这样做),引用文献也好。本帖其他很精彩,但缺理论依据,补充后能达到学分帖的标准。

[修改于 3 年前 - 2016-08-21 23:10:01]

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2016-08-26 18:33:25
2016-8-26 18:33:25
adj1202(作者)
7楼
测试完了已经拆掉了,理论部分的到时有时间补上,敬请关注,后面还要搞台大的
另外请教一下, 激光陶瓷腔和椭圆黄金腔,是椭圆黄金腔要不陶瓷腔好吧,还是各有优劣

[修改于 3 年前 - 2016-08-26 18:35:21]

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2016-09-09 01:11:52
2016-9-9 01:11:52
8楼
引用 a676977007:
这种倍频然后加振镜是不是可以做激光投影外墙
机械振镜频率不够吧
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9楼
引用 奉旨泡面:
机械振镜频率不够吧
那我看到有人做出来了  什么振镜才行
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adj1202(作者)
10楼
引用 a676977007:
这种倍频然后加振镜是不是可以做激光投影外墙
感光度远达不到要求呢, 50W的1064激光直接投射才是能看见亮而已,而且成本会很高吧,那调光片只是半边可用,都要几十元一片呢
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11楼
引用 adj1202:
感光度远达不到要求呢, 50W的1064激光直接投射才是能看见亮而已,而且成本会很高吧,那调光片只是半边可用,都要几十元一片呢
加倍频晶体LBO就行了吧  就算调试不好效率低最低应该也能出20W吧
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adj1202(作者)
12楼
引用 a676977007:
加倍频晶体LBO就行了吧  就算调试不好效率低最低应该也能出20W吧
那就成了绿激光器了,输出可见光了,
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13楼
引用 adj1202:
那就成了绿激光器了,输出可见光了,
对啊  这样才能投影吧
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2016-09-13 16:07:46
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14楼
一直对那个水冷镜架很感兴趣,它水路是从镜片一周的金属里走的吗?
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2016-09-15 21:55:34
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adj1202(作者)
15楼
引用 FormulaX:
一直对那个水冷镜架很感兴趣,它水路是从镜片一周的金属里走的吗?


是的

内部结构是这样的, 如图示的位置,  比如,左端两个孔安装有螺钉和密封圈堵住, 上端2个孔为水冷一进一出。

tttc.jpg
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2016-09-16 05:29:14
16楼
引用 adj1202:
是的

内部结构是这样的, 如图示的位置,  比如,左端两个孔安装有螺钉和密封圈堵住, 上端2个孔为水冷一进一出。

tttc.jpg
懂了,多谢。。。我猜这样水冷功率大的话可能会因为镜片受热不均损坏镜片,不过别的也没有什么冷却方法了。
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17楼
切亚克力得上CO2,  半导体的针对金属和部分塑料
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2016-09-18 21:23:46
2016-9-18 21:23:46
adj1202(作者)
18楼
引用 FormulaX:
懂了,多谢。。。我猜这样水冷功率大的话可能会因为镜片受热不均损坏镜片,不过别的也没有什么冷却方法了。
功率大了才用水冷的, 像这种75W功率没多大必要, 我买镜架的时候,水冷的镜架比普通的镜架就贵80元/个而已, 考虑到后面要搞台大型的激光 500W功率以上, 如果要连续工作,肯定要上水冷镜架的,所以干脆就买了水冷的镜架了
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adj1202(作者)
19楼
引用 jackwu:
切亚克力得上CO2,  半导体的针对金属和部分塑料
是的,已经验证过了,连续1064激光加工不了亚克力板, 有时间试试 调Q1064看看效果如何
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2016-09-22 14:21:22
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20楼
哇,很详细很高大上,还是先围观下,个人暂时没敢玩!
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2017-01-23 23:34:20
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21楼
请问,半反镜片和全反镜片有没有正反之分?我之前多次实验调到使光斑重合,通电都没有激光产生,但可以观察到棒端发红。
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2017-01-24 13:58:02
adj1202(作者)
22楼
引用 18111240879:
请问,半反镜片和全反镜片有没有正反之分?我之前多次实验调到使光斑重合,通电都没有激光产生,但可以观察到棒端发红。
当然有正反之分, 镀膜的那面要朝棒子端面

如果调好了没有产生激光,有2个可能, 1是激光未达到阈值,  2是激光头坏了(坏了也能发红亮的,只是不能输出大功率了)
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2017-03-25 13:34:42
2017-3-25 13:34:42
23楼
引用 adj1202:
当然有正反之分, 镀膜的那面要朝棒子端面

如果调好了没有产生激光,有2个可能, 1是激光未达到阈值,  2是激光头坏了(坏了也能发红亮的,只是不能输出大功率了)
又收了一个模块重新调光测试,还是没有出光,通电时14.50V电流在5.5A左右,棒端有红光,用相机拍摄发紫(应该是红外光的原因)。请问一下调光时激光是不是只能从全反射入?我之前调光都是从半反这边射入的。
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adj1202(作者)
24楼
引用 18111240879:
又收了一个模块重新调光测试,还是没有出光,通电时14.50V电流在5.5A左右,棒端有红光,用相机拍摄发紫(应该是红外光的原因)。请问一下调光时激光是不是只能从全反射入?我之前调光都是从半反这边射入的……
5.5A太小了, 加水冷,至少10A以上, 但不要超过20A
要恒流电源供电,如果没有恒流电源, 大电流上电激光二极管会瞬间挂掉
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25楼
引用 adj1202:
5.5A太小了, 加水冷,至少10A以上, 但不要超过20A
要恒流电源供电,如果没有恒流电源, 大电流上电激光二极管会瞬间挂掉
谢谢你的耐心解答。用的是恒流电源,但是之前测试时用10A直接烧了一个,不知道是不是水冷流速不够,你用的水泵是多少升每分钟的?
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adj1202(作者)
26楼
引用 18111240879:
谢谢你的耐心解答。用的是恒流电源,但是之前测试时用10A直接烧了一个,不知道是不是水冷流速不够,你用的水泵是多少升每分钟的?
不客气

半导体激光,我用的是水冷机, 里面的泵,估计有1000W功率,  还带空调制冷的, 恒温控制
氙灯激光, 一般我直接用一个500W,水泵,短时间 做实验没有什么问题, 实际上要长时间工作的话,功率大的激光要更大的泵和散热装置

至于水泵流量,没具体去看过, 水泵一般都是看扬程的

我之前做半导体激光实验 , 用的是一个小泵, φ10mm(外径) 的管子 , 水出来大概能射1米远, 50W的半导体光头, 电流超过12A, 显然Hold不住, 我做实验的时候感觉输出有所降低,光头感觉到发热了就立马停止了, 万幸光头没烧

[修改于 3 年前 - 2017-03-25 14:24:38]

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27楼
引用 adj1202:
不客气

半导体激光,我用的是水冷机, 里面的泵,估计有1000W功率,  还带空调制冷的, 恒温控制
氙灯激光, 一般我直接用一个500W,水泵,短时间 做实验没有什么问题, 实际上要长时间工作的话……
看来真是水泵的问题,我用的那个水泵才6瓦,扬程只有30cm左右我换个泵再试试,谢谢。
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2017-03-27 21:22:27
2017-3-27 21:22:27
28楼
聚焦应该用个透镜组吧,用个正加负的减小光束直径,再来个长焦距的进一步聚焦,亚克力应该就能穿了,但是对于透明材料来说其光吸收能力本身就比较弱,记得拿激光切割机加工亚克力的话,撕掉保护膜更难切透。
最近在上激光原理,那堆方程简直是噩梦。。。
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2017-04-03 10:14:29
2017-4-3 10:14:29
29楼
换了个水泵,上大电流测试(18.4V15.5A)还是不出光,调光片靠近棒端时有微弱绿光,应该已经达到阈值了,我猜测是调光没调好的的缘故,已经调到只有一个光点了,但是光点附近有一圈一圈的干涉条纹,不知你调的时候有没有?还有就是问一下半反镜片的反射率是用的多少的?谢谢。
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adj1202(作者)
30楼
引用 18111240879:
换了个水泵,上大电流测试(18.4V15.5A)还是不出光,调光片靠近棒端时有微弱绿光,应该已经达到阈值了,我猜测是调光没调好的的缘故,已经调到只有一个光点了,但是光点附近有一圈一圈的干涉条纹,不知你……
是光路没调好,或者是镜子装反了,我调的时候没有这种情况
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