Как разделить лазер?

Question

[RigidStyle]

1. Как разделить лазерный луч, а потом направить разделенный луч в одну точку? В чем задача: нужно спекать порошок (3д печать) с разных сторон, для этого нужно разделить луч на несколько лучей, а после направить их в одну точку. Расстояние между точками 20-30 см. Лазер наводится подвижными зеркалами, а не движением головы на рельсах. Волоконник. Желательно варианты с ссылками на то, где можно купить.
2. Можно ли вынести лазер за камеру и как? Есть камера, в которой температура (ИК грелка) и вакуум. Лазер хотелось бы сделать за пределами камеры. как это можно сделать? То-есть сама стенка камеры - это кусок стали в сантиметр толщиной, что бы держал вакуум, надо в нем сделать какие то отверстия, заткнуть их стекляшками и через них пускать луч, но как это делается правильно?

Comments

[Василий Банников]

Как разделить лазерный луч, а потом направить разделенный луч в одну точку?

При помощи светоделителя и зеркал

Можно ли вынести лазер за камеру и как

Да. Есть специальные стёкла, которые хорошо пропускают излучение на определённых длинах волн. Но я хз. как через такие стёкла будет проходить лазер под углом.
Мне кажется, можно как-то ограничить область ИК нагрева, чтобы можно было систему из лазера и зеркал поместить внутри вакуумной камеры.

[RigidStyle]

Спасибо за ответ.
Проблема луча под углом через стекляшку будет в том, что у нас при изменении угла смещается конечная точка от преломления в среде стекляшки? По этой причине? И, получается, при изменении угла надо будет корректировать положение луча, так как чем больше угол, тем больше погрешность.
А еще интересно, будет ли у нас преломление если с одной стороны стекляшки воздух, а с другой вакуум? Это же по сути разные среды с разным коэффициентом преломления?

Просто внутри камеры абразивная пыль, которая после каждой печати удаляется компрессором в том числе. И думаю лазеру там не очень хорошо будет. Вернее лазеру самому то все равно, а вот зеркалам и т.д...
И еще думал что будет два варианта, один вариант - вакуум, но альтернативный - инертный газ. В случае с вакуумом изолировать от нагрева не проблема, но в случае с инертным газом все, что в камере, будет горяченькое...

[Василий Банников]

RigidStyle, сам не знаю, как подобное решается. Я так понял, вы описываете SLS-3д принтер?

[RigidStyle]

Василий Банников, да, его. SLM если точнее, но по сути одно и то же.

Answer 1

[kamenyuga]

1. То, что посоветовали в комментариях, - светоделительный кубик (High-Power, Laser Line, Polarizing Beamsplitter Cube) - практичный и рабочий вариант для лазерного света. У него есть набор характеристик - физический размер, рабочий диапазон длин волн, поляризация, - которые, конечно же, необходимо подбирать под конкретные условия. Альтернатива - то же самое, но в виде пластинки. Не очень понятны вопросы про смещения и погрешности. Преломление идет внутри кубика, а граница стекло-воздух пересекается под прямым углом. В профессиональных решениях отражение и рассеяние сведены к минимуму. 3 кубика разделят один луч на 4, а дальше зеркалами - это простейшая геометрия отражения света от зеркала. Естественно, что все оптические элементы необходимы разместить, закрепить, настроить. А лазеру хорошо бы светить в безвоздушной или хотя бы в непыльной среде.
2. Делаем дырку, нарезаем резьбу, вкручиваем стекло в оправе. Дешевый сердитый вариант - делаем дырку, вклеиваем стекло. Кончено, хотелось бы, чтобы лазерный луч пересекал стекло под углом близким к прямому. Условия внутри камеры накладывают ограничения на конструкцию, а именно на клей, прочность стекляшки, прочность клеевого соединения. Если там внутри много жесткой пыли, то стеклу будет плохо, расцарапается, можно стекло менять, а можно его через переходник/кишку отодвинуть от стенки камеры наружу, чтобы пыль рядом со стеклом не летала.
3. Конкретные варианты я бы начал смотреть в thorlabs.com (там очень много инфы доступно на сайте, своего рода справочник) или standa.lt.

Comments

[RigidStyle]

Спасибо за ответ.
Фактически мне надо получить лазерный гравер. Который бы запускал луч из трех дырок. Просто угол между лучами должен быть, порошок сферический. Если мы его облучаем с одной стороны, то он с одной стороны и приваривается, а другой недоваривается. Если увеличить мощность, то оплавляется с одной стороны, и спекается с соседними пылинками, которые уже за зоной облучения. Если недооблучаем, то с обратной стороны недовар. В итоге надо облучать с разных сторон. Сделать статичную систему легко, но она очень медленная и ненадежная из за рельс, которые работают в камере. В итоге мне надо получить какой то вот такой гравер: https://youtu.be/vS3X85vFiOk?t=51 .
Фактически нужно получить три головы таких, как одна на станке. И вынести их за камеру.
Только делать три луча дорого (три лазера покупать) и хочется как то делить один луч на 3 части. Я так понял что делить на три не получится? Можно на 2 и на 4 разделить только?
А еще сложность что луч должен быть в одной точке. То-есть все три луча должны работать синхронно и быть сведены в одно место.

[kamenyuga]

RigidStyle, можно и на 3 разделить, только мощность будет разная, можно мощность выровнять за счет потерь и/или взаимной поляризации лазера и оптических элементов. Тут, кончено, сильно будет влиять мощность лазера и его исходная поляризация. Проще иметь 4 луча, по сравнению с 3мя - разница невелика. Лазер и деление лучей будет полностью статичной системой. А вот скоростное управление направлением луча - задача отдельная и непростая в плане железа и софта, а тут получается, что нужно синхронное управление сразу несколькими лучами.
Если фактическая задача - получить гравер либо принтер, то логичный вариант действий - погуглить их устройство и почитать описание/инструкцию какого-то конкретного варианта, все там понять в плане компонентов и их цены/сложности, а потом формулировать вопросы тому, кто разбирается, профильному специалисту. Потому что детали проблемы способны превратить легкую задачу в неподъемную.

[RigidStyle]

kamenyuga, а не подскажете, как называется система этого "бешенного луча"? (когда луч управляется зеркалом). Гальванометр - это оно (гальваническая голова)?

[kamenyuga]

RigidStyle, гальванометр - это про электричество, силу тока, заряд, а система наведения - это сканирующая система, сканаторная система, система наведения, управляющая система, основанная на каких-то принципах наведения луча (например, пара зеркал) и управления наведением (поворот зеркал в перпендикулярных направлениях).