Laserpunkt verkleinern

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Hi, ich stehe hier etwas auf dem Schlauch. Ich soll im fach Mikrotronik den entstehenden Laserpunkt verkleiinern, bzw eigentlich nur alle Möglichkeiten gegeneinander abwegen.

Es handelt sich um einen Gravurleser. Der Laser selbst ist ein 355nm Diodenlaser, über ein paar Prismen wird der Strahl auf ~10mm aufgeweitet. Über Spiegel dann zum Achromaten geleitet wo er auf ~10µm fukussiert wird.

Meine Frage ist jetzt welche Möglichkeiten man hat um hier auf 3µm runterzukommen. Mir fallen derzeit nur 2 möglichkeiten ein:

1. eine 3µm Lochblende nach dem Achromaten, was allerdings die intensität enorm senken würde

2. eine zusätzliche Linse vor dem Achromaten um die Brennweite des Systems zu verkleinern udn damit auf einen kleineren Punkt zu kommen.

ps: würde es auch nicht helfen mit einer minuslinse den strahl aufzuweiten?

[VDX]

... wenn du den Strahl vorher aufweitest, wird der Spot um einen etwas geringeren Wert als die Aufweitung kleiner - allerding hängt das auch von der ursprünglichen Größe der Quelle und der Kohärenzgüte ab.

Ich komme mit einem Faserlaser und auf ca. 5mm kollimierten Strahl mit einer einfachen Fokussierlinse auf ca. 20µ ... mit einer vorherigen Strahlaufweitung auf 20mm komme ich auf knapp 10µ ... und nur mit deutlich besserer/teurerer Optik habe ich die Chance auf unter 5µ zu kommen ...

Ich denke, daß du mit der Laserdiode wegen der viel schlechteren Kohärenz (kurzer Resonator) einen deutlich größeren Spot als 10µ hast - vermutlich wird hier nur das Energie-Maximum in der Mitte gemessen, mit dem du mit einem definierten Puls (->längerer Puls=größeres Loch!) ein Loch in eine dünne Folie brennst ... wenn ich das beim Faser-Laser mache, dann hätte ich einen 'aktiven Spot-Durchmesser' von weniger als 1/3 des realen Durchmessers

Viktor

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k, wie schaut es den mit meinen beiden ersten vorschlägen aus?

[tschosef]

hai hai....

~10mm aufgeweitet. Über Spiegel dann zum Achromaten geleitet wo er auf ~10µm fukussiert wird.

1. eine 3µm Lochblende nach dem Achromaten, was allerdings die intensität enorm senken würde

also wo man die Lochblende rein baut, kann man sich ja aussuchen.
Wenn deine Angaben stimmen, dann kannst auch VOR derm Achromaten ne 3mm Lochblende einbauen, das dann "theoretisch" dahinter eine 3um Abbildung. durch das einbringen der Lochblende wird die Abbildung kleiner, aber auch die leistung weniger!

viele Grüße
Erich

[VDX]

... bekommt man wirklich eine 1:1-Abbildung mit 3µ mit einer Laserdiode hin?

Bisher ging ich davon aus, daß die Kohärenzlänge da mit reinspielt - bei einer Diode habe ich bestenfalls ca. 2mm, Bei einem typischen NdYAG-laser einige 10cm, beim Faserlaser 5m.

Die besten Fokusdurchmesser, die ich bisher beim Lasergravieren gesehen habe, waren ca. 70µ beim Diodenlaser, knapp 30µ beim NdYAG und ca. 10µ mitm Faserlaser.

Diodengepumpte Scheibenlaser scheinen da eine Sonderstellung zwischen NdYAG- und Faserlaser zu haben - könnte aber auch einfach am meist längeren Resonator liegen

Viktor

[tschosef]

bekommt man wirklich eine 1:1-Abbildung mit 3µ mit einer Laserdiode hin?

gute frage ich gebe zu, meine Annahme ist eher Theoretischer Natur.

viele Grüße
Erich

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ok, ich habe am Anfang etwas zu viel Käse erzählt.

also es handelt sich um einen Nd-YAG Laser, der von halbleiterläsern gepumpt wird . Die Frequenz wird dann verdreifacht, so dass die 355nm herauskommen.

der Punkt ist derzeit, da visuel fokussiert wird, zwischen 10µ und 15µ. Der Strahl vor dem Objektiv ist 10mm im Durchmesser
jetzt muß ich eine Vorsatzlinse für das Objektiv berechnen mit der ich auf ~3µ kommen könnte.

ich steh aber absolut auf dem Schlauch. Wenn ich mit der Formel y'=(lambda*f')/pi*R die Apertur des Objektiv ausrechne, dann bekomme ich 56,5...(mit sin(u')>R/f' und bissel umgeformt habe ich dann sin(u')=lamda/pi*y' )
ans Datenblatt des Objektivs komme ich derzeit nicht heran, kann es mir also nicht einfach abschreiben um die Vorsatzlinse zu berechnen. Habt ihr einen Tipp wie ich die linse berechnen kann? Oder ist es eine der Formel in denen man in verschiedenen Dimensionen einsetzen muß?

[VDX]

... hmmm, ich glaube nicht, daß du mit dem NdYAG auf 3µ Fokusdurchmesser kommst, egal was du machst - dafür ist die Resonatorlänge bzw. Kohärenzgüte bei den typischen fürs Gravieren verwendeten Typen einfach nicht ausreichend

Selbst die 10µ/15µ, die jetzt angegeben werden, dürften eher der 'effektive Brennfleck' beim Pulsen mit speziell definierten Parametern sein, als der wirkliche Fokus, der meist viel größer sein dürfte.

Hast du etwas genauere Infos zu dem Laser oder ausführlichere Hersteller-Angaben?

Viktor

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ne erstmal nicht, ich weiß auch nicht ob ich vor dem dienstag nächster woche da rankomme.

aber wie würde den die prinzipielle berechnung aussehen? den mein ansatz führt ja offensichtich ins nichts.

[VDX]

... schau mal hier rein, evtl. hilft das weiter, Berechnung ganz am Schluß: http://www.uni-duesseldorf.de/WWW/MedFa ... pitel1.PDF