Sind 9mm 445nm Dioden besser zu Kollimieren als 5.6mm ?

[rudirabbit]

Hallo,
In meinem Laserplotter habe ich eine 2W 445nm, bin mit der Größe des Spots nicht sehr zufrieden.

Habe als Optik die 405-G-2 Glass Lens von DTR.
Mir wurde gesagt, daß sich die 405nm kleiner fokussieren lassen. Leider finde ich diese bis nur 1W, bin mir unsicher ob das ausreicht

Also, wie schaut es generell mit 9mm Dioden aus, besser oder schlechter ?
https://sites.google.com/site/dtrlpf/ho ... /9mm-445nm


Grüße Rudi

[VDX]

Hi Rudi,

was für einen Fokus-Abstand hast du?

Je näher dran (Objektiv weiter raus), umso kleiner bekommst du den Spot - ich habe mit den 9mm-Dioden bei etwa 15-20mm eine 'Gravierlinienbreite' auf schwarzem Eloxal von etwa 0.05mm ... bei Kunststoffen gibts gelegentlich noch einen Schmelzrand, der die Breite teilweise verdoppelt -- bei Pulszeiten von 5µs hält sich der aber auch noch gut in Grenzen

Viktor

[Dr. Burne]

Bei Diode zählt allgemein, ob es single Mode oder Multimode Dioden sind.

Auch je kleiner der Emitter ist, desto besser wird die Spotgröße.

Blaue Dioden im Wattbereich haben ziemlich schlechte Strahldaten, aber zumindest eine bessere Wellenlänge wie rote oder infrarote Laser.

Im Prinzip wenn es auf die spotgröße ankommt sind 405nm Singlemode Dioden das beste, wenn es noch bezahlbar sein soll.
Da war bei 500mW Singlemode wie in 12x Brennern drin sind schluss.

Ein guter Kollimator ist natürlich auch entscheident auf welche Spotgröße man kommt.

Natürlich gibt es auch UV DPSS die per Q switch gepulst werden, die Pulsleistung im kW Bereich bringen und sehr gute Strahldaten haben, leider biste da aber schnell im 5 stelligen € Bereich.

[rudirabbit]

Hi,
Ich habe einen Focus Abstand von ca. 40mm.
Kann ja mal versuchen den Abstand zu minimieren und die Optik rausdrehen bis der Focus optimal ist.

Aber insgesamt bin ich schon etwas unzufrieden.
Wenn ich z.b das Kunststoffmaterial einer alten Smartcard schneiden will muss ich sehr langsam fahren. Dadurch werden die Schnittkanten nicht umbedingt besser.
Brauch mehr Leistung
Wie ist das Ding einzuschätzen ?
An was kann man erkennen ob es sich um eine single Mode oder Multimode Diode handelt ?
Wenn kein Datenblatt zu finden ist.

https://sites.google.com/site/dtrlpf/ho ... aser-diode

[VDX]

... in den Leistungen gibts nur Multimode

Was für eine Farbe hat der Kunststoff? - helle und durchscheinende Kunststoffe sind kaum schneidbar, sie müssen erst ankohlen und braun werden, bevor genug Energie zum Verdampfen des umgebenden Materials absorbiert wird ... breiter wird der Schnitt dadurch auch noch.

Am Besten probierst du es mal mit dunklem/schwarzem Material.

Was auch sein kann, daß der Treiber nicht richtig eingestellt ist, oder die PWM-Pulse zu kurz -- so daß einfach nicht genug Leistung rauskommt

Viktor

[rudirabbit]

Mein Treiber für die 2Watt Dioden ist dieser analoge Treiber .https://lasertack.com/en/2a-laser-diode-driver

Wenn die Steuerung 100% gibt, ist der Strom durch die Diode knapp unter den max. Specs.

[VDX]

... steuerst du die Diode mit CW oder Pulsen/PWM an? - wenn PWM, wie kurz sind die Pulse?

Und was für eine Farbe hat das 'langsame' Material?

Viktor

[rudirabbit]

Hallo Viktor,

... steuerst du die Diode mit CW oder Pulsen/PWM an? - wenn PWM, wie kurz sind die Pulse?

Zwar schon via PWM die Puls Pausen Zeiten muss ich erst im Programm raussuchen. Wenn das relavant sein wird, denn...

Ich habe wie schon gesagt diesen Lasertreiber https://lasertack.com/en/2a-laser-diode-driver
Und der integriert meiner Meinung nach aus den PWM Signal, eine Gleichspannung.

Das ganze läuft auf einem Atmel, das Programm habe ich selbst geschrieben.
Bin also in dieser Hinsicht sehr flexibel.
Derzeit nutze ich das PWM um die Leistung des Lasers um die Steuern. Mit diesem analogem Lasertreiber wird der Laser meiner Meinung nach nicht gepulst.

Aus deinem Kommentar entnehme ich so zwischen den Zeilen, das ein Pulsen optimaler wäre.
Welcher bezahlbare Lasertreiber kann das ?

Und nach welcher Logik muss die Pulsbreite gewählt werden ?

[VDX]

... ich habe mich beim Lasergravieren schon vor längerer Zeit von der Analog-Modulation verabschiedet - kein Hersteller schafft das ohne Probleme (bzw. aufwändige+teure Nachkalibration) eine gleichmäßige Linie mit ungleichmäßig beschleunigten Bewegungen der XY-Achsen zu gravieren

Beim Schneiden ist das Alles kein Problem -- da fällt ein 'Zuviel' nicht auf, wenn die Mindestleistung schon zum Durchschneiden reicht.

Aber beim Gravieren wird in den Ecken (Start/Stop + Beschleunigen/Abbremsen) und in den Bereichen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit unterschiedlich stark graviert, weil die Nichtlinearität der Laserleistung sich mit der Nichtlinearität der Beschleunigung bzw. der Umrechnung von Geschwindigkeit in einen Analogwert überlagert und verstärkt.

Um das ohne Kalibration und komplexe Geschwindigkeitsverrechnungen zu machen, verwende ich die X/Y-Stepper-Takte oder Encoder-Pulse um damit ein 'geometrisch gleichmäßiges' Pulsraster zu erzeugen - egal, wie schnell die Achsen gerade verfahren werden.

Mit meinen Treibern stelle ich also die jeweils erforderliche Laserleistung als feste Pulszeit (meist zwischen 1µs und 300µs Länge) ein und 'warte' quasi darauf, daß ein Takt von der Maschine bzw. von den Motor-Endstufen oder Encodern kommt, um dann einen Laserpuls auszugeben.

Manchmal mache ich Treiber-Intern noch etwas mehr, weil einige Laser noch Simmerpulse oder eine spezifische Vo-/Nachbehandlung brauchen ... oder die Motor-Pulse nicht das erforderliche 'Puls-Raster' ergeben ... das ist aber was für spezielle Anwendungen - die Diodenmodule sind hier deutlich einfacher handzuhaben ...

Viktor

[rudirabbit]

Danke für die Erklärung, dieses Verhalten ist quasi logisch.
Denke das liegt an der Rampensteuerung in der Maschinensoftware.
Bin mir nicht sicher ob man dies beim Lasergravieren wirklich braucht. Ich habe zwar auch eine lineare Rampe drin, die aber eine flache Steigung hat. (fällt kaum auf)

Zurück zum Thema:
Mit diesen Laserdioden ist es oft so, das mit den die mehr Leistung einen schlechteren Spot hinbekommt.
Zum Beispiel diese https://sites.google.com/site/dtrlpf/ho ... aser-diode

Diese hier mit weniger Leistung, scheint besser zu sein,
https://sites.google.com/site/dtrlpf/ho ... /9mm-445nm

Ein Kollege hat diese 405nm. https://sites.google.com/site/dtrlpf/ho ... 16x-diodes
Der Spot ist damit kleiner zu bekommen als bei meiner 445nm 3W.
Aber Cutten geht damit kaum.
Als Test Material haben wir alte Smartcards von einem Pay TV Sender benutzt , rote Seite oben.
Mit der 405nm die so mit ca. 1 Watt läuft geht da nichts.
Meine 2W 445nm kann das wie gesagt, wenn ich langsam fahre. (Und der Strom etwas über die Specs hochgedreht, was man ja nicht machen soll)

Ich tendiere deshalb zu der Nichia NDB7875 445nm 3W.

Der zweite Faktor ist die Optik, woran erkenne ich gute und schlechte Systeme ?
Was ist bei DTR mit 405-G-2 Lens gemeint ? - Da dies das Teuerste ist, gehe ich davon aus das dies auch besser ist ?
Ich habe diese Linse schon für meine 445nm 2W - 5.6mm
Die sollte doch auch in das Gehäuse bei einer 9mm passen ?

Ich weiß viele Fragen, aber wenn man keine Ahnung hat dann....

[VDX]

... wenn die 'rote' Smartcards aus weißem Kunststoff bestehen, ist klar, warum die schlecht zu schneiden sind - die rote Farbschicht macht da nicht soviel aus

Die G2-Linsen sind schon ganz gut.

Ich verwende momentan eher 2W-Dioden, weil die einen besseren Spot als die 3W- und stärkeren Dioden haben, und mehr Leistung, als die zur Zeit verfügbaren 405nm-Dioden

Die 2W-Dioden mit Linse kaufe ich meist hier - https://lasertack.com/2w-445nm-laserdio ... iger-optik

Viktor

[rudirabbit]

Danke Viktor,
Ob die G2-Linsen in das 9mm System passen, werde ich wohl selbst testen müssen.

Dein Lasertack Link, wäre natürlich bestimmt das bessere - nur leider zu teurer für diesen meine Zwecke.
Fuck- warum muss alles was Spaß macht teuer sein

OT: Hatte erst einen 997 Turbo getestet, das Teil macht sowas von Spaß.
Leider auch zu teuer

[rudirabbit]

Ich muss euch nochmals nerven

Der Lasertack Kolli hat diese Werte:
Brennweite (mm) 4,02
Numerische Apertur 0,6
Öffnung (mm) 4,89

Im Kontext dazu habe ich diese Liste gefunden, für eine 445nm - NDB7A75
FL = Focal Length
NA = Numerical Aperture
CA = Clear Aperture

Ich muss zugeben dass ich die Bedeutung für den Dia // und _|_ nicht ganz verstehe.
So wie ich das sehe, würde der Spot mit diesem Kolli und dieser Diode nicht besonders klein sein - oder ?

[VDX]

... ich denke, diese Werte sind für die Strahlformung zu einem möglichst 'parallelen' Strahl - für einen Brenn-Fokus in einem Abstand von ein paar zehn mm drehst du den Kollimator viel weiter raus, als für einen Strahl, so daß die 'Strahlwerte' hierbei völlig andere sind.

// und _|_ stehen für die unterschiedliche Divergenz beim Abstrahlen quer oder senkrecht zum 'liegenden' Emitter, der ein Abstrahl-Fenster von etwa 100x1µ größe haben dürfte - das heißt manchmal auch 'slow-axis' bzw. 'fast axis' und bezeichnet, daß der Strahl sich in eine Richtung langsamer ausdehnt, in die andere schneller.

Beim Refokussieren auf einen nahen Abstand (10-30mm von der Linse weg) ist der Fokus so klein, daß du im Brennfleck nicht mehr siehst, daß er eigentlich kein Punkt, sondern eine Linie ist ... wenn der Fokusabstand aber weiter weg ist, wird das immer deutlicher ...

Viktor

[JETS]

kurzer klärungsversuch für die Anfänger, korrigiert mich bitte wenn ich n Scheiß laber I I und _I_ sind die beiden Achsen der Laserdiode, Vertikal und Horizontal zu den beiden Kerben am Gehäuse der LD.
Da Laserdioden einen rechteckigen Emitter haben und die Strahlquelle kein runder Punkt ist strahlen die beiden Achsen unterschiedlich ab. _I_ auch schnell divergierende Achse oder fast axis genannt fächert breiter auf (hier 45°) als I I also die langsamer divergierende Achse slow axis (hier mit 14°).
Ohne Kollimator würde sich schnell ein großer Fleck ergeben, ähnlich dem einer LED. Versucht jetzt aber bitte nicht gleich alle aus sparsamkeitsgründen anstatt einer laserdiode eine standard LED zu kollimieren, das geht nur bedingt, da der Emitter einer LED im vergleich zu dem einer Laserdiode riesig ist, bestenfalls wird dieser riesige Punkt abgebildet, die Leistungsdichte erreicht ihr damit nicht.
Die Kollimatoroptik hat nun die Aufgabe diese beiden total unterschiedlichen Winkel einzufangen und jeweils paralell zu richten (wir wollen ja normalerweise einen möglichst paralellen Strahl) wenn wir nicht absichtlich einen möglichst kleinen Brennpunkt erzeugen wollen. Der Brennpunkt kann meines Wissens auch nicht kleiner werden als der Emitter selbst, da dieser ja einfach nur abgebildet wird. Wer also eine Breitstreifendiode aufgrund der Wattzahl verwendet, wird ohne größeren Aufwand keinen kleinen winzigen runden Spot hinbekommen. Muss der Spotwinzig sein dan sind singlemode Dioden mit kleinem Emitter und Optiken mit kurzer Brennweite zu bevorzugen (Abberation usw. lass ich jetzt mal weg).
Jedenfalls ist die schnelle Achse schon deutlich breiter wenn sie auf die Kollimationslinse trifft als die langsamere Achse - deswegen wird der Strahl einer Laserdiode auch zwangsläufig rechteckig im Querschnitt. Hier also höher als breit. Das ändert sich allerdings mit der Entfernung, da die jetzt schon breitere Achse eine bessere Divergenz hat weitet der Strahl hier langsamer auf, und wird irgendwann von der anfangs schmäleren Achse überholt. somit entsteht auf die Entfernung ein leigender Balken welcher ohne weitere Korrekturen immer länger wird...

[VDX]

... deswegen meinte ich auch, daß diese Werte eher für einen parallelen Strahl oder weiter entfernten Fokus interessant sind.

Hier ging es (trotz des Thread-Titels) eher um einen möglichst feinen/kleinen 'Brennfleck'

Wenn die 'Refokusssierung' direkt nach der Kollimieroptik mit kurzem Abstand gemacht wird, reicht die Abbildungsoptik für eine Gravierbreite von etwa 50µ, während die 'schmale' Emitter-Seite etwa 1µ breit sein dürfte ... also ein eher 'grottenschlechtes' Ergebnis

Übrigens schaffe ich es mit den fasergekoppelten Dioden einen etwas kleineren Spot, als den Faserdurchmesser hinzubekommen, wenn ich eine möglichst große kurzbrennweitige Linse nehme ... die Verhältnisse von dem 105µ 'Original'-Emitterdurchmesser zum Abbild im Fokus entsprechen ungefähr den beiden Brennweiten - wenn der Abstand von der Faser zur Linse z.B. 50mm beträgt, der Fokusabstand von Linse zum Spot dann aber nur 30mm, dann habe ich einen Fokusdurchmesser von etwas weniger als 100µ. Leider geht das wegen der 'Unschärfe' des Emitters und der praktisch nicht mehr vorhandenen räumlichen Kohärenz nicht mehr viel weiter runter als etwa 70µ

Viktor

[rudirabbit]

Hier ging es (trotz des Thread-Titels) eher um einen möglichst feinen/kleinen 'Brennfleck'

Ja so ist es - Danke für die Nachsicht, Kollimieren ist nicht das was ich will. (Also falscherThread Titel)
Der Spot sollte möglichst klein sein, bei max. Leistung. Und das schließt sich wohl gegenseitig aus.
Also muss man sich entscheiden was man machen will, Cutten oder Gravieren.
Wenn es um das reine Cutten geht, ist die Größe des Spots nicht das Haupkriterium.

Was will ich aktuell machen:
Sperrholz mit dem Laser schneiden, z.b für den Modellbau.

Meine Tests mit der 445nm 2 Watt Diode waren in dieser Hinsicht nicht wirklich tauglich.
Wenn man den Strom wie in den Videos einsteuert, wird die Diode gnadenlos überfahren. Ein Anfänger wie ich es bin, ist natürlich darauf hereingefallen.
Es leider so, das die bei DTR mit 2 Watt beworben wird, laut Datenblatt der Strom im Video viel zu hoch ist.

Die Diode bringt dann zwar schon kurzzeitig die 2Watt, nimmt dies aber später übel.
Was ich bei meinem Tests auch festellen musste ist, wenn der Laser zu wenig Leistung für das Material hat und dies mit der Verfahrgewindigkeit kompensiert wird, geht das zu Lasten der sauberen Kanten.

Also brauche eine Diode zum Cutten mit viel Leistung, die noch bezahlbar ist. (Will jetzt nicht die Möderkohle ausgeben)
Habe mir auch die fasergekoppelten Dioden angesehen, die man wohl auch kaskadieren kann. Leider nicht in meiner Preisvorstellung,Kaufwiderstand zu groß

Was würde mit dieser Diode möglich sein ? : https://sites.google.com/site/dtrlpf/ho ... aser-diode

Die wird bei DTR mit 6WAtt+ beworben, denke in der Praxis sind max. 4..5 Watt möglich.
Müsste ich an eine aktive Kühlung denken, Peltier Element z.b ?

Danke für eure Geduld.

[masterlu79]

Hallo Rudi,

die Diode hat zwar mehr Power, dafür ein noch schlechteres Strahlprofil.
Im Beambild der beiden Dioden von DTR sieht man schön das Rechteck!

Gruß Falk

[VDX]

... ich habe von Lasertack gerade je eine von den blauen 3.5W- und 6W-Dioden bekommen - ich will die 6W-Diode in den nächsten Tagen in Betrieb nehmen, um einen Hochstromtreiber einzufahren -- dann kann ich auch ein paar Testmessungen zum Spot und Schnittleistung machen

Viktor

[rudirabbit]

Hi Viktor, bin schon neugierig auf deine Ergebnisse.

Für diese Dioden wäre mein 2A Lasertack Treiber auch wieder zu schwach.
War auch schon auf der Suche nach einem Schaltplan, der die Features vom 2A Lasertack entspricht und 5A kann.
Ich werde das mit den Dioden aber wohl voraussichlich nicht machen, der Kosten/Nutzen Faktor passt hier nicht.

Mal sehen ob ich nicht doch mit den CO2 Lasern was anfange, muß ich mir alles erst mal Überlegen
Kostet zwar mehr, aber das Ergebnis ist wohl auch besser.

Grüße Rudi

[VDX]

... hab' mit der 6W-Diode einige vielversprechende Tests zur Verbesserung der Strahlqualität gemacht, das ist aber noch nicht für die Veröffentlichung freigegeben

Wenn ich Graviertests mache, kann ich die Ergebnisse aber zeigen - mal schauen, wann ich soweit bin ...

Viktor