html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Обзор китайского DPSS лазера 532nm

За последнее время китайцы освоили производство относительно мощных и недорогих твердотельных лазеров с диодной накачкой (DPSS). Наверняка многим было бы интересно узнать, что находится у них внутри, какие характеристики эти лазеры имеют и на чем китайцы сэкономили.



Под катом – обзор такой необходимой в каждом доме вещи, как одноваттный зеленый лазер.

Прежде, чем написать что-то, хочу подчеркнуть большими буквами:

при работе с такими лазерами нужна защита!

Как минимум нужны очки, защищающие от 808nm и от 532nm. Далее я покажу, почему это так важно.

В этом обзоре не будет видео о том, как лазер поджигает спички, лопает шарики и т.п.: такого навалом и в Youtube. Вместо этого мы проверим соответствие заявленных характеристик реальным, и, конечно, рассмотрим конструкцию этого прибора – обязательная доза geek porn обеспечена.

Основные характеристики

Wavelength (nm) 532
Output Power (mW) >1000
Divergence, Full angle (mrad) 2.0
Beam Diameter at the Aperture (mm) ~2.5
Transverse Mode TEM00
Modulation Mode TTL up to 30kHz
Cooling Mode TEC & Air
Expected Lifetime (hours) 10 000
Лазер произведен компанией CST (продукция которой считаестся несколько более качественной, чем продукция DHOM) по заказу UltraLasers, Inc. Он относится к наивысшему IV классу лазерной опасности, т.е. помимо защиты (очков) при работе с ним необходимо использовать ловушку-поглотитель излучения, а также обязательно закреплять излучатель неподвижно, чтобы задетый провод не развернул головку в неизвестном направлении.



Пройдемся по характеристикам по порядку.

Длина волны: 532nm

FAIL. Из апертуры светит не только 532nm (зеленый), но и 808nm и 1064nm (невидимый инфракрасный). Причем светит так, что не учитывать этого нельзя. Инфракрасный фильтр в лазер не положили.

Выходная мощность: > 1Вт

TRUE. Полная выходная мощность на всех длинах волн переваливает за 2.5Вт. Выход полезного зеленого – порядка 1.8Вт, что тоже значительно превышает заявленную мощность – это характерная черта всех китайских лазеров такого типа.



Из измерений следует, что на невидимую инфракрасную часть излучения приходится порядка 700 милливатт, получить которые в незащищенный глаз гораздо проще, чем кажется (см. следующий пункт).

Расхождение пучка: 2 мрад

FAIL. Измеренное расхождение для 532nm составило 2.3 мрад. Для 808nm – на порядок больше, примерно 30 мрад. Выглядит это так:



Фиолетовый – это ИК. Обратите внимание на относительную яркость ИК и зеленого. Диаметр зеленого луча соответствует белому пятну на фотографии, зеленая кайма – это уже рассеяние от поверхности.

Таким образом, держа голову возле зеленого луча (при юстировке оптики и т.п.) есть немалый шанс попасть под пучок ИК, который свободно пройдет сквозь очки, защищающие от 532nm, и доставит кучу радости офтальмологам. Поэтому еще раз:
Обязательно установить инфракрасный фильтр!

Диаметр луча у апертуры: ~2.5мм

TRUE. Так и есть.

Поперечная мода: TEM00

FAIL. Мода Гаусса-Лагерра низшего порядка получается только при совершенно незначительной мощности (меньше 50 мВт). Выше этого порога имеем что-то вроде такого:



Уже не TEM10, но еще и не TEM11. Это довольно типично: при таком резонаторе и мощности сложно избежать усиления мод высшего порядка.

Модуляция: до 30 кГц TTL

FAIL. Для тестирования я собрал на коленке простенький TTL ШИМ на 26 кГц (Внимание, смертельный номер! Без микроконтроллеров и ПЛИС!) из имеющихся в наличии компонентов (компаратор LM339 плюс обвязка):



И при различной скважности получил на фотодиоде вот такие осциллограммы:




25%




50%




75%

От входного прямоугольного TTL тут осталось мало. Спектр же сигнала, как и положено, изобилует гармониками:





Охлаждение: элемент Пельтье с вентилятором

TRUE. И Пельтье и вентилятор присутствуют. В процессе работы корпус излучателя практически не нагревается.

Полезный инструмент


При работе с DPSS лазерами полезно иметь инфракрасный визир. Самый доступный вариант – купить дешевую цифровую мыльницу и извлечь из нее инфракрасный фильтр. В результате вместо одной бесполезной вещи получим две полезные: ИК-камеру и фильтр. ИК-фотографии я делаю аппаратом Olympus VG-150, который обошелся мне менее чем в 2000 рублей, включая доставку. Кроме того, фильтр в нем не приклеен к матрице, а просто лежит на ней, придавленный резинкой, и снимается без труда и повреждений за две минуты.

Этот же фильтр можно использовать и для лазера: максимум пропускания у него как раз в области зеленого. Только не рекомендую крепить его прямо на выходное отверстие (даже изнутри) – рассеянного на фильтре света достаточно, чтобы неприятно слепить.

Переходим к geek porn


Блок питания

На БП присутствуют:

  • Разъем блокировки (interlock) – контакты должны быть замкнуты, чтобы лазер работал
  • Провод, торчащий из дырки Trigger – модуляция TTL, активный уровень – низкий
  • Выключатель питания на задней части блока
  • Кнопка Stop – экстренное выключение (требование для класса опасности IV)
  • Выключатель с ключом – запуск лазера (требования для класса опасности)
  • Три индикатора: питание, излучение и ошибка соответственно
  • Разъем подключения лазера, цоколевка следующая:
    1. TEC+
    2. LD+
    3. LD-
    4. Thermal Sensor
    5. Thermal Sensor
    6. Fan+
    7. TEC-
    8. Fan-


Тут китайцы подложили свинью: лазер включался с незамкнутой блокировкой и неповернутом ключе, просто при перещелкивании кнопки сзади! Это грубейшее нарушение ТБ при первом включении очень, хм, удивило. Заодно и кнопку «Стоп» проверил.

Вскрытие блока показало, что для удобства пользователя разъемы ключа и блокировки замкнуты «соплей» на обратной стороне платы, а выключатель с ключом не подсоединен вообще:



Конструктивно блок состоит из двух модулей: импульсного источника питания на напряжения 5 и 12 вольт и драйвера диода, совмещенного с регулятором для двух термоэлементов.

Импульсный источник



Представляет собой два одинаковых источника в одном корпусе: первый – 12В 6.5А, второй – регулируемый 4.6–6.3В 6.5A. Пусть вас не смущают одинаковые цвета проводов: верхние красные это 5В, а нижние красные – 12В.

Драйвер

Не отличается изощренностью конструкции:



Три линейных стабилизатора тока на ОУ LM358 и выходными каскадами на IRF530N (MOSFETы с обратной стороны платы) – для диода лазера и двух термоэлементов. Термоэлемент используется только один. Верхняя левая микросхема это 74LS00, она включает лазер при условии высокого уровня на разъеме модуляции TTL, соответствия температуры датчиков ожидаемой и сработке пятисекундного таймера задержки, собранного на микросхеме NE555 (левая нижняя). Все остальные микросхемы – LM358.

Самый левый резистор регулирует ток лазера. Большие резисторы используются в качестве токоизмерительных шунтов. MOSFETы прикручены к массивному радиатору размером со всю плату драйвера. Стабилизатор тока лазера питается от +5В, а термоэлементов – от +12В.

Качество пайки среднее, со следами ручной доработки напильником.Сэкономили на фильтрующих элементах, в остальном особого криминала нет.

Ток лазера установлен на 5.4А, что позволяет предположить, что накачка рабочего тела производится пятиваттным ИК лазерным диодом. Отсутствие второго термоэлемента означает, что кристалл KTP не подогревается, и поэтому, возможно, работает не в оптимальном режиме, что сокращает срок его службы.

Заключение


Пожалуй, единственное, что соответствует спецификации в данном лазере, это мощность. Зато ее дали с запасом. Ожидаемый срок работы тоже внушает сомнения, но это станет понятным при разборке излучателя. Этот обзор и так получился довольно объемным, т.ч. описание конструкции собственно лазера я вынесу во вторую часть.

Этот лазер весьма опасен: мало того, что светит инфракрасным на 700 мВт, так еще и включается неожиданно. Впрочем, и то и другое просто устраняется. Напрямую у китайцев на Aliexpress на момент написания статьи такой лазер можно было купить за $650, не считая доставку.

Спасибо всем, кто дочитал до этого места!
Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с habrahabr.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • habrahabr.ru
          • домен habrahabr.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции