Самодельный Nd:YAG лазер

Даже не знаю, куда вбросить. Это пока не "законченный проект", так что наверное сюда отправлю.

Давно мне уже хотелось лазер. И хотя у меня со временем лазеров появилось не мало, но я хотел лазер сделать сам. Рассматривал кучу вариантов, остановился на Nd:YAG с непрерывной накачкой, так как случайно попала в руки пара квантронов к301а с непрерывной лампой накачки. Долго это все лежало в дальнем ящике, но за последние пару месяцев таки дошли руки до них. Строго говоря самодельными у этого лазера являются резонатор и блок питания. В качестве основания был взят первый попавшийся алюминиевый швеллер, от под который делалось уже все остальное. Никаких чертежей не существовало, все делалось практически от фонаря и подгонялось по месту. Из металлолома были переплавлены болванки, из болванок сделал держатель квантрона и зеркал. Из других болванок выточил оправы зеркал и фиксирующие их гайки. Оправы имеют способность юстироваться 4мя винтами, с резьбой 8*0.5. Все было сделано имея только ручной электроинструмент, настольную сверлилку и токарный 1к62. Зеркала резонатора купил на ибее у кетайцев -- комплект из глухого и выходного, который обошёлся в 18 баксов. Лампа накачки в квантроне -- днп-6\60.

После того как было сделано всё "железо" начал делать блок питания лампы накачки. Исходя из даташита на лампу. Сначала нужно было сделать силовой трансформатор на напряжение ХХ около 130В и мощностью 5 кВт. В ломе схабарил магнитопроовд от асинхронника киловатт на 5-7.5, произолировал его, намотал первичку проводом смотанным с обмотки БОЛЬШОГО масляного транса от подстанции. Вторичку намотал обычным монтажным прводом сечением 6 квадратов. Собра выпрямитель из диодов ВЛ25 на (1200В, 25А), фильтр из 2х дросселей Д-52 и капа к75-11 на 100 мкФ. Так как для розжига лампе нужно повышенноенапряжение на электродах - параллельно основному выпрямителю подключается в момент пуска удвоитель сети (600В) и отключается после зажигания лампы. Для первичного пробоя использовал осциллятор от какой-то большй лампы ДКсТ. Вот и весь блок питания, балласта в нем как такового нет. При работе лампы ток через неё достигает 40А, что не выходит за предельно-допустимые значения.

Охлаждение лазера пока осуществляется из водопровода -- все остается холодным, даже намёка на нагрев выходящей воды нет.

После сборки резонатора и блока питания лазер заработал и начал ЖЕЧЬ сразу без настройки и юстировки зеркал, что вообще говоря удивительно. Остальное можно увидеть из фоток и видео.

Самое главное -- получена лучевая мощность около 20 Вт

Блок питания:

Полученные повреждения

Цель работы? Спортивный интерес?

Он самый. Ну и научиться хоть немного разбираться в предмете.

Проба удачная!

От водопроводной воды нужно отказываться. "Загадите" квантрон , на помойку отправите. Теперь попробуйте мощность излучения сделать управляемой =)

После подстройки зеркал резонатора был взят новый рубеж -- лезвие от бритвы. Фокусированное излучение дырявит его очень весело, как бумагу.

Видео: http://vk.com/video31425290_170124413

А какая мощность излучения у вас получается? А как зеркала настраиваете? Т.е. какой индикатор при этом используете?

Если генерации нет совсем и её приходится ловить -- ставлю перед выходом пластину обклеенную черной изолентой потихоньку пальцами нажимаю на точки крепления зеркал, пока не пойдет дым. Потом кручу винты в нужных точках и постепенно вывожу на максимум мощности. Черную изоленту последовательно меняю на дерево, текстолит итп. Мощность не берусь оценить, так как не имею соответствующего измерителя.

У ИАГ высокий коэффициент усиления, и если резонатор короткий, как у меня -- генерация ловится сравнительно легко, обычно достаточно крутить одно зеркало. Настройка занимала минут 5 в среднем

А вы посчитайте мощность косвенным способом. От мощности питания лампы - 3% мощность излучения. При настройке зеркал нужно добиться равномерного пятна излучения. Т.е. в идеале это ровный круг с равномерным свечением по всей площади. Есть визуализаторы для ИК лазеров. Используется соль какого то металла. Можно в инете найти. При попадании на эту соль излучения она начинает светиться. Кстати эти настройки надо делать при низких мощностях излучения.

Обычно крутят только заднее зеркало. Переднее строится один раз при юстировке по пилотному видимому лазеру.

А вы посчитайте мощность косвенным способом. От мощности питания лампы - 3% мощность излучения

При 2-х или 4-х лампах в одном квантроне как оценить мощность , Тоже 3% ?

То же.

3% это КПД. Считаете от суммарной мощности ламп.

То же.

3% это КПД. Считаете от суммарной мощности ламп.

На лазерных форумах спецы заявляют , что КПД квантрона К-107 всего 1% ? Возможно охлаждали болотной водой ?

Настройку зеркал делал от грубой к более точной с понижением мощности накачки. Потом на полной луч стал бодро кромсать лезвие. Лампа потребляет 4 кВт из сети. 3% от этой величины -- 120 Вт получается. как-то сомнительно. 1% -- 40 Вт, что тоже выглядит многовато.

У меня 5 Квт на входе, 150 Вт на выходе. Огромное значение имеет конструкция квантрона. Вы же режете без сжатого воздуха. Если сделать нормальную режущую головку то будет наверное резать и толще чем 0,1 мм.

У меня 5 Квт на входе, 150 Вт на выходе. Огромное значение имеет конструкция квантрона.

Какой диаметр и длина АЭ ( тип ) , сколько ламп и какой отражатель ( диаметр , длина) ?

"ну вы блин даете!.."

Я свой квантрон не разрабатывал =).

Один раз туда лазил когда лампа лопнула. Поэтому все параметры примерные. Лампа накачки одна. Стоит параллельно излучателю примерно в 5 мм от него. Длина излучателя 100 мм. Лампа и излучатель стоят в керамическом стакане хитрой формы. Диаметр излучателя 4...5 мм. Диаметр лампы 9 мм.

Огромное значение имеет конструкция квантрона.

Угу. Вот почему-то при сравнимых мощностях накачки паспортная мощность квантронов серии к301 с разными буквами отличается в 10 раз. к301в -- 130 Вт, к301а -- 20 вт к301б -- 40 вт. с другой стороны при почти одинаковых лампах там совершенно разные стержни. Может из-за этого?

Я конечно не крупный специалист в лазерах, но логика подсказывает, что чем больше диаметр излучателя тем больше можно получить выходную мощность лазерного излучения. При прочих равных условиях. Поэтому скорее всего лампу накачки ставят в соответствии с размером излучателя. Потому и разные комплектации квантронов с разными буквами

Здравствуйте,извините что в чужую тему лезу,вопрос по YAG лазера.ЛазерYAG:Nd длина волны 1064nm,мощность150w,режим работы импульсно-периодический.Можно ли таким лазером резать ещё что нибудь кроме металла?

ИК лазер. Т.е. резка идет за счет нагрева-расплавления материала и выдувки расплава из зоны реза. Я "для смеха" пробовал резать пластик. Полный провал.

Значит фанерку он тоже не возьмет?А жаль,столько всего интересного можно было бы нарезать.

режет только металл. Такая длина волны.

Каким пассивным методом (т.е. не привлекая никаких приборов и датчиков) оценить мощность излучения хотя бы с точностью до 5 Вт? Что-то в духе "какую толщину железа может прожечь за 1 секунду"

нагреть стакан воды..

правда термометр таки придется привлечь..