Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Laser-Sensor-IC gesucht


von Tiny10Nutzer (Gast)


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Ich durchforste das Web hin und wieder nach einem bestimmen Bauteil, was 
mich interessieren würde. So eine Laserdiode (die meisten) hat ja eine 
zusätzliche Fotodiode dran, die man gut als Sensor verwenden kann.

Mal angenommen ich verwende meine eigene Laserdiode (beispielsweise 980 
nm 10 W), die ich auch selber mit Amplitude und Frequenz ansteuern 
möchte (möchte die Kontrolle nicht aus der Hand geben), brauche ich an 
der Fotodiode einen IC der recht genau, zuverlässig und schnell 
ausmessen kann wie weit weg und wie warm das Ziel ist.

Ich habe bisher eine fertige Elektronik gesehen, die zwischen 10 mm und 
12 metern mit einer Zuverlässigkeit von 1 µm und einer Genauigkeit von 1 
µm und einer Geschwindigkeit von 500 khz misst. Die Elektronik bringt 
aber seine eigene Laserdiode mit (wie ich das gesehen habe) und ich kann 
den Laser nicht selber ansteuern. Temperatur misst das Teil auch nicht.

In Bereichen von 300 ghz bis 400 thz brauche ich nicht mal darüber 
nachdenken ob ich so etwas vieleicht selber bauen kann.

Gibt es irgendwo im Netz (irgend-)etwas was ich so einsetzen kann?

Ich würde die Steuerung für die Laserdiode zwar nicht aus der Hand geben 
wollen, kann aber ohne Probleme die Steuerung dann der Sonsorik 
anpassen.

von Laserfreak (Gast)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> 400 thz

Für 300 .. 380 THz geht z.B. ein SFH 203 ganz gut.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Unter SFH 203 finde ich Fotodioden. Die suche ich aber nicht. Denn in 
meinem Beispiel von Oben ist in der Laserdiode bereits eine Fotodiode 
integriert. Ich suche einen IC der mir meine bereits vorhandene 
Fotodiode mit Distanz und Temperatur auswertet.

von laser (Gast)


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Bist du sicher, dass du den Aufbau einer Laserdiode richtig verstanden 
hast?
In den meisten Laserdioden ist eine Photodiode mit verbaut. Diese sitzt 
allerdings hinter dem Laser-Chip und misst die dort austretende 
Leistung damit man daraus die Leistung am anderen Ende messen/überwachen 
kann.
Erklär bitte nochmal etwas genauer, was du am Ende damit machen willst. 
Für mich hört sich das nach Entfernungsmessung oder so an, da muss der 
Sensor aber neben dem Laser sein um die irgendwo reflektierte Strahlung 
aufzunehmen.

von Daniel V. (danvet)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Mal angenommen ich verwende meine eigene Laserdiode (beispielsweise 980
> nm 10 W), die ich auch selber mit Amplitude und Frequenz ansteuern
> möchte

Ich glaube du weißt nicht wovon du sprichst. Mit 10W misst man bestimmt 
keine Entfernungen.

von Bücherwurm (Gast)


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Hallo Tiny10Nutzer,
die Fotodiode in der Laserdiode ist dazu da, die Leistung der Laserdiode 
konstant zu halten.

Mit der kann man keine Entfernungen messen.

Das geht anders:
Man moduliert das Laserlicht mit sehr hohen Frequenzen, empfängt das 
Signal und misst die Phasenverschiebung.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Gut ich habe den Aufbau einer Laserdiode tatsächlich falsch verstanden. 
Ein anderer User meinte aber mal, dass ich die Laserdiode selber auch 
als Fotodiode nutzen könne. Was beim Messen von Phasenverschiebung aber 
wohl nicht sehr viel sinn macht. Also doch eine zweite 
(Foto-/Laser-)Diode. Das geht dann aber nur über ein Prisma und ich 
denke so ein Prisma wird schlecht so hohe Leistungen wie 10 W aushalten.

Und ja ich weiß, dass 10 W nur zum Messen viel zu viel ist. Für die 
tatsächliche Aufgabe des Lasers ist 10 W aber noch viel zu wenig. Damit 
das Projekt aber klappt muss ich auf dem gleichen Laserstahl (möglichst 
ohne Streuung) gleichzeitig oder abwechselnd die Distanz und die 
Temperatur messen. Bei der Temperatur genügt ein Näherungswert. Die 
Distanz sollte aber möglichst haargenau sein.

Für mein Verständnis:
Wenn ich einen Laserstrahl gleicher Wellenlänge in eine baugleiche 
Laserdiode jage, kann ich auf der anderen Fotodiode nichts messen?

von Torsten S. (torstensc)


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Was willst du genau machen? Nur so können wir dir helfen.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Ich möchte mit dem Laser kontaktfrei Metalle fräsen.

von Jan (Gast)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Ich habe bisher eine fertige Elektronik gesehen, die zwischen 10 mm und
> 12 metern mit einer Zuverlässigkeit von 1 µm und einer Genauigkeit von 1
> µm und einer Geschwindigkeit von 500 khz misst.

Wow! Wo hast Du das denn gesehen??? Kann ich mir nicht wirklich 
vorstellen, da hätte ich sehr gerne den Hersteller!

von photon (Gast)


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http://resources.renishaw.com/download.aspx?lang=de&data=4042
Messbereich (Länge) 0 – 15 m
Auflösung 0,01 μm

http://www.renishaw.de/de/laserinterferometer-zur-abnahme-von-werkzeugmaschinen--10459
Mit der automatischen Wellenlängenkompensation wird ein Gesamtfehler von 
weniger als 0,5 ppm erreicht.

von Sabine W. (sabine_w)


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> Ich möchte mit dem Laser kontaktfrei Metalle fräsen.
Am besten noch poliertes Kupfer.

von MaWin (Gast)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Ich möchte mit dem Laser kontaktfrei Metalle fräsen.

LOL.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Bevor ihr Witze macht beweisst mir bitte, dass es nicht geht.

von chr (Gast)


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>Mit 10W misst man bestimmt
>keine Entfernungen.

Doch genau das tut man mit Laserscannern. Die sind z.B. vielfach an den 
Mautbrücken auf den Autbahnen verbaut ( die trichterförmigen Geräte oben 
).

Der Trick: Die Pulslänge liegt im Pikosekundebereich. Die 
durchschnittliche ausgestrahlte Energie liegt im unteren 
Milliwattbereich.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Gibt es ICs bei denen ich zwei gleiche Wellen(-signale) eigeben kann und 
die mir die Phasenabweichung als Zahl ausgeben? Vieleicht auch noch im 
Terraherzbereich?

von Frank (Gast)


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a) auch 10 Watt sind für METALL zu wenig, es sei denn, du meinst 
Metallfolie bzw. hauch dünne Schichten

b) auf die kurze Entfernung kann man zur Entfernungs- bzw. 
Positionsmessung optische Triangulation benutzen, z.B. indem ein 
HD-Kamerachip seitlich auf die Szene sieht und die Position des 
Laserstrahles ausgewertet wird

von Justus S. (jussa)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Bevor ihr Witze macht beweisst mir bitte, dass es nicht geht.

der Witz ist doch, dass du mit einem 10W Laser spielen willst, aber 
nicht mal weißt, wie eine Laserdiode funktioniert...

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Hier das Modul, dass ich oben beschrieben hatte:
http://www.waycon.de/produkte/lasersensoren/

Spielen:
Spielen tun Kinder. Ich bin kein Kind.

10 W ist zu wenig für Metall:
ich möchte den 1 mm Strahl auf 0,01 mm fokussieren, dann reicht auch das 
dafür. Zumal ich immer nur mikroskopisch kleine Pünktchen wegbrennen 
möchte.

Anmerkung:
Ihr fangt langsam an um meine Frage(-n) drumherrum zu reden. Was mir 
sagt Ihr habt die Antwort selber nicht. (Nur mal so zum nachdenken, ob 
Eure Beiträge hilfreich sind.)

von 1lluminat0r (Gast)


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Hallo Tiny10Nutzer,

warum nimmst Du keine fertige Laserbearbeitungsmaschine, wenn Dir 
offensichtlich die Optoelektronik/Lasertechnik eher fremd ist?
So kannst Du die Projektlaufzeit aufs endliche begrenzen ;-)
Nichts für ungut!

1lluminat0r

von Christian (Gast)


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Richtig, wir kennen die Antwort auf deine Frage nicht.

Die einfachen Laser Cutter im Hobby Selbstbaubereich werden manuell 
fokussiert. Werkstück in eine passende Aufnahme einspannen die man man 
mit einem Rändelrad sehr fein einstellen kann. Dann brauch man nur noch 
x und Y zu verfahren.

Was du möchtest ist für eine einfach Anwendung wohl eine Nummer zu groß. 
Es gibt sicherlich Firmen die die Fokussierung im Griff haben. Die 
Geräte kann man dann auch kaufen... und kosten jenseits der 10 000 Euro. 
Und das Know How was da drin steckt wird dir hier keiner geben. Da 
stecken jahrelange Forschung drin so was zuverlässig und genau 
hinzubekommen.

Metallbearbeitung mit Lasern ist ja quasi schon die Königsklasse. Die 
meisten fangen erstmal mit einfacheren Materialien an um überhaupt 
Erfahrung zu sammeln.

"ich möchte den 1 mm Strahl auf 0,01 mm fokussieren"

Was man möchte und was man kann sind nicht immer konsistent. Aber 
vielleicht fängst du erstmal mit eine Optik an. Wenn du die fertig hast 
und per Software einstellbar ist dann kannst du dir die Sensorik 
überlegen das fokussieren zu automatisieren. Niemand macht in der 
Entwicklung drei Schritte auf einmal. Wenn es schnell gehen muss kauf 
die ein fertiges Gerät. Ansonsten mach die auch gleich Gedanken das 
ganze sicher zu Betreiben. Laser mit 10 Watt CCW sind wenn du das nicht 
sicher abschirmst Klasse 4. Die darf man nicht mal einfach Betreiben. 
Gibt z.B. vom TÜV und der BG Seminare zum Thema Laserssicherheit. 
ansonsten frag einen Sachversändigen. Oder studier das ganze...

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@1lluminat0r

Du hast ja recht. Ich habe nur das Grundwissen darüber. Das detailierte 
Wissen (zB wo in einem Laser die Fotodiode positioniert ist) habe ich 
gar nicht. Seit einiger Zeit komme ich hin und wieder dazu mal wieder 
etwas mehr über Optoelektronik zu lesen. Und wenn ich mal wen wo was 
fragen kann bin ich auch immer ganz dankbar dafür.

Die fertigen Aufbauten zum Laserschneiden eignen sich nicht für mein 
Projekt. Da ich im übertragenden Sinne den Laserstrahl in seiner Länge 
begrezen muss, um nicht zu tief zu schneiden. Ich habe so auch noch 
keinen Aufbau gesehen, der den Laserstrahl auf einen Punkt von 0,01 mm 
fokussiert (außer Versuchsaufbauten).

Einen Hochleistungslaserstrahl zum schneiden mit einer Distanzmessung 
und Temperaturmessung hat eben bisher noch keiner gemacht. Scheint eben 
auch sehr schwer zu sein das umzusetzen.

Mir währe jetzt schonmal gut geholfen wenn ich was habe was ich 
überhaupt da dran basteln kann. Jetzt bin ich auf den Trichter einen IC 
zu suchen der mit von zwei Signalen die Phasenverschiebung auswertet.

von Torsten S. (torstensc)


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Dann solltest du dich erst mal mit den Grundlagen beschäftigen. Wie 
willst du einen Lichtstrahl in der Länge begrenzen? Wenn du das 
geschafft hast sage Bescheid! Dan hast du die Physik neu geschrieben, 
Naturgesetze außer Kraft gesetzt und bekommst einen Nobel-Preis.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@Christian

Von detailiertem Know-How will ich hier auch gar nichts wissen. Mehrere 
Schritte auf einmal mache ich hier auch nicht. Mein jetziges Anliegen 
ist: Ich will was an meinem Laser basteln mit dem ich dann messen kann. 
Ich habe hier auch keinen 10 W Laser liegen, falls du das denkst. Ich 
haber hier grad nur 5 billige 5 mw Laser liegen, mit denen ich mal was 
versuchen kann zu messen. Mehr habe ich für den Moment auch gar nicht 
vor. Ich weiß aber wohin das alles mal führen soll. Einfach nur so zum 
Spass das alles machen, dann kann ich das alles gleich sein lassen. Und 
für meinen Geschmack schlägt mir hier auch diese Haltung entgegen als 
würden hier einige sagen "Das ist zu groß für dich. Versuche es gar 
nicht erst." Nur denke ich: Was zu groß für mich ist und was nicht kann 
ich auch selber entscheiden. Und sooo eilig habe ich es mit diesem 
Projekt ohnehin nicht. Es ist aber auch so, dass ich bereits Teile zu 
fräsen hatte, die derart abartig klein warten, dass jeder Kontakt zum 
Verbiegen geführt hat. So bin ich ja überhaupt erst auf den Gedanken 
gekommen so was zu versuchen.

Zum Thema Sicherheit: Sobald es um stärkere Laserdioden geht, wird auch 
niemand mehr beim Einschalten im Raum sein und massive Hindernisse 
sollen dann verhindern, dass unachtsam was beschädigt wird.

Jedenfalls ist mein Beweggrund hier in das Forum zu schreiben, der weil 
ich nach Hilfe suche und gute Ratschläge brauche. Um so ärgerlicher ist 
es dann jedes Mal für mich, wenn Beiträge kommen die nicht sachdienlich 
sind.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ Torsten Schwalm

Wer lesen kann...

Ich will eine Distanzmessung vornehmen. Ist die gewünschte Distanz 
erreicht wird der Laserstrahl abgeschaltet. Ich muss mich grade sehr 
wundern, dass ich das überhauupt erst erklären muss.

von Kein Troll (Gast)


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Lass es sein. Es wird so nichts. Da fehlen viel zu viel Grundlagen. Mit 
einer Laserdiode wird eh nichts. Nicht nur wegen der Leistung, sondern 
auch wegen der Fokusierung. Autofokus ist auch ausserhalb des Bereiches 
fuer dich.
Und nein, du kannst das nicht selbst entscheiden. Aber probier doch mal.

Mit 50W gepulst kann man gravieren. Die Spitzenleistung ist dann noch 
etwas hoeher.

Ich hab mehrere Semester Laserphysik studiert. Und auch angewendet, wenn 
das zaehlt.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ Kein Troll

Erstmal von vorn herrein: Du kennst mich nicht. Von daher spar dir sowas 
bitte für andere auf.

Was ich jetzt über dich denke:
Du hast geschrieben: "Ich hab mehrere Semester Laserphysik studiert. Und 
auch angewendet, wenn das zaehlt."
Ich soll es direkt sein lassen, weil du so viel Zeit und Arbeit in das 
Thema invenstiert hast und dich jetzt weigerst zu glauben, dass so eine 
Nulpe wie ich was hinbekommt was du nicht hinbekommen hast. Aber wie 
gesagt: Du kennst mich nicht und kannst dir daher gar kein Urteil über 
meine Person erlauben.

Für alle weiteren Beiträge:
Könnten wir mal bitte versuchen wieder zum Thema zurück zu kehren?

von Eugen (Gast)


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Heisser Tip: Bewerbe Dich bei TRUMPF in Ditzingen, dort haben sie da 
Know How, das Du brauchst....

von René (Gast)


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Aber wie möchtest du die Distanzmessung durchführen? Du möchtest messen, 
wie tief der Laser schon geschnitten/gebohrt hat? Dafür müsstest du den 
Punkt ausmessen, auf den der Laser fokussiert ist. Dafür wird nur ein 
Laser nicht reichen. Für das Schneiden/Fräsen brauchst du einen starken 
Laser, der sich für die Distanzmessung nicht eignet. Aber man könnte mit 
einem zweiten Strahl mit anderer Wellenlänge die Distanzmessung nach 
oben bereits erwähnter Methode durchführen, würde ich sagen.
Die Frage ist aber, wie genau du damit arbeiten könntest. Also wie 
schnell müsste man sein, um zu verhindern, dass der Schneidelaser zu 
tief bohrt?

von Jens (Gast)


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Hallo,

ich möchte nochmal auf die Sensoren zurück kommen.
Das steht zwar drin, dass die Auflösung sehr gut ist, aber sind sie 
deshalb auch genau?
Da gibt es einen feinen Unterschied. Nur weil ich ein Messergebnis mit 6 
Nachkommastellen anzeigen/ausgeben kann heisst das noch nicht, dass es 
auch so genau ist.
Auch sollte das Rauschen dieses Sensors klein sein, sonst kannst du dein 
Messergebnis nicht gebrauchen!

Grüße, Jens

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ René

Du musst mir grad mal erklären warum ich umbedingt zum Messen eine 
andere Wellenlänge brauche als zum Schneiden.

Mein akuteller Plan ist: 1. Laserstrahl einschalten (ist klar und 
Leistung ist grad mal egal). 2. Während der Laser tut was er tut, mit 
der Fotodiode im Laser und einer zweiten Fotodiode die die Reflektion 
aufnimmt, die Phasenabweichung auswerten. Lege ich auf der Lichtwellle 
auch noch eine Trägerwelle (im übertragenden Sinne ein Radiosignal mit 
Laserdiode als Antenne) kann ich je nach Auflösung der Messung weitere 
(längere) Distanzen zusätzlich messen. Das zu weit Schneiden verhindere 
ich indem ich die Laserleistung bei Bedarf reduziere.

Aber wie gesagt denke ich für den Moment auch nur darüber nach wie was 
vieleicht funktionieren könnte. Und nach einen IC der überhaupt eine 
Phasenabweichung als Wert ausgibt suche ich auch immernoch. Erst recht 
einen der dies in derart hohen Frequenzen tut.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ Jens

Auf der Seite
http://www.waycon.de/produkte/lasersensoren/
geben die bei einem Produkt an, dass es von 0,5 bis 200 mm mit einer 
Auflösung von 2 µm und einer maximalen Abweichung von 1 µm und einer 
Geschwindigkeit von 100 khz messen kann. Ich habe die Seite aber selber 
nur beim Überfliegen gefunden. Ich denke aber: Auch wenn der Hersteller 
seine Daten verschönert hat, müssen die ja halbwegs der Wahrheit 
entsprechen. Mir fällt dabei aber auch auf, dass man mit konstanten 
Lichtwellen eigentlich deutlich genauer und schneller messen können 
müsste. Das sagt mir, dass die zur Verfügung stehende Technik noch gar 
nicht so weit ist.

Aus dem Grund bin ich ja auch eine möglichst lange Lichtwelle (zB 980 
nm) aus. Desto geringer ist die Frequenz die vorgelegt wird. Die 
Frequenz bleibt aber trotzdem utopisch.

von Daniel V. (danvet)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> @ Jens
>
> Auf der Seite
> http://www.waycon.de/produkte/lasersensoren/
> geben die bei einem Produkt an, dass es von 0,5 bis 200 mm mit einer
> Auflösung von 2 µm und einer maximalen Abweichung von 1 µm und einer
> Geschwindigkeit von 100 khz messen kann. Ich habe die Seite aber selber
> nur beim Überfliegen gefunden. Ich denke aber: Auch wenn der Hersteller
> seine Daten verschönert hat, müssen die ja halbwegs der Wahrheit
> entsprechen. Mir fällt dabei aber auch auf, dass man mit konstanten
> Lichtwellen eigentlich deutlich genauer und schneller messen können
> müsste. Das sagt mir, dass die zur Verfügung stehende Technik noch gar
> nicht so weit ist.
>
> Aus dem Grund bin ich ja auch eine möglichst lange Lichtwelle (zB 980
> nm) aus. Desto geringer ist die Frequenz die vorgelegt wird. Die
> Frequenz bleibt aber trotzdem utopisch.

Sorry, ich bin auch der Meinung, dass dir viel zu viele Grundlagen 
fehlen.
Ich habe 10 Jahre bei einer Firma Elektronik entwickelt, die schnelle 
(3MegaSamples) Entfernungsmessung macht.
Wenn du dein Vorhaben Hobby-mässig machen möchtest: vergiss es.
Falls es in einer Firma gemacht werden soll: Basics lernen.

Schau dich mal bei IC-Haus um:
http://www.ichaus.de/keyword/Laser%20Diode%20and%20LED%20Drivers
http://www.ichaus.de/appnote_laser

Und hier:
http://www.lasercomponents.com/de/

Wenn deine Fragen dann in die richtige Richtung gehen, kannst du dich 
nochmal melden.

My5Cent.

: Bearbeitet durch User
von Kein Troll (Gast)


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Man sollte erstens mal ueber die Fokussierung nachdenken.
Schau dir das Strahlprofil der Laserdiode an, schau dir die 
Ausbreitungswinkel an. Die sind stark verschieden. Das bedeutet der 
Fokus ist kein Punkt, wird auch nie ein Punkt. Die Fokaldistanz ist in 
den verschiedenen Achsen verschieden.
Schau dir die Kohaerenlaenge des Lichtes an. Die ist kurz. Das bedeutet, 
da ist nichts mit Phasenstabilitaet. Auch wenn man eine Phase technisch 
messen koennte, kaeme nur Rauschen.

von Daniel V. (danvet)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Gibt es ICs bei denen ich zwei gleiche Wellen(-signale) eigeben kann und
> die mir die Phasenabweichung als Zahl ausgeben? Vieleicht auch noch im
> Terraherzbereich?

Nein.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Alles Wissen der Welt hat einen enormen Vorteil. Es kann erlernt werden. 
Lediglich die Dinge die es tatsächlich wert sind gelehrt zu werden, 
können niemals gelehrt werden.

Für Fragen und Antworten war ich für meinen Geschmack deutlich genug. 
Die Frage ist die nach dem was ich an meine vorhandene Laserdiode bauen 
kann, um Distanzen zu messen. Eine Frage - Ein Thema. Deutlicher geht es 
nicht, wie ich finde. Lediglich einige Antworten gehen in andere 
Richtungen. Auch wenn ich für die eine oder andere Antwort als Anregung 
sehr dankbar bin (zB das Thema der Fokussierung).

Mich jetzt erstmal 10 Jahre hinsetzen und mich in einfach alles 
hineinlesen ist für mich nicht die Lösung. Dann mache ich ja 10 Jahre 
gar nichts in die Richtung in die ich eigentlich möchte. Ich kann aber 
gut beides gleichzeitig machen. Ich lese was nach und frage Leute wie 
euch die sich damit gut auskennen und überlege wie was gehen könnte und 
probier es vieleicht auch mal aus. Und jetzt sagr Ihr mir bitte, dass 
das verkehrt ist.

Auch hier nochmal. Ich suche nach was, womit ich Distanzen messen kann 
und doch meine eigene Laserdiode verweden kann. Und wenn ich 
Hochleistungs-Laser, Distanzmess-Laser und Temperaturmess-Laser über ein 
Prisma kombinieren muss, solange es irgendwie funktioniert genügt es 
mir.

von Torsten S. (torstensc)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Für Fragen und Antworten war ich für meinen Geschmack deutlich genug.
> Die Frage ist die nach dem was ich an meine vorhandene Laserdiode bauen
> kann, um Distanzen zu messen. Eine Frage - Ein Thema.

Ok, dann genauso deutlich in einer Antwort:

N I C H T S !!!!!!

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Was nichts?

von Daniel V. (danvet)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Mich jetzt erstmal 10 Jahre hinsetzen und mich in einfach alles
> hineinlesen ist für mich nicht die Lösung. Dann mache ich ja 10 Jahre
> gar nichts in die Richtung in die ich eigentlich möchte. Ich kann aber
> gut beides gleichzeitig machen. Ich lese was nach und frage Leute wie
> euch die sich damit gut auskennen und überlege wie was gehen könnte und
> probier es vieleicht auch mal aus. Und jetzt sagr Ihr mir bitte, dass
> das verkehrt ist.

Na, ich habe nicht von 10 Jahren lernen gesprochen. Aber deine Fragen 
zeigen mir, dass dir viele Grundlagen fehlen. Ich kenne deinen Backround 
nicht. Hast du was in der Richtung studiert? Wo hast du sich schon 
informiert?

Laserentfernungsmessung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Abstandsmessung_%28optisch%29

Laserschneiden:
http://de.wikipedia.org/wiki/Laserschneiden

Laser-Temperaturmessung: ????
ah, du meinst:
http://de.wikipedia.org/wiki/Pyrometer

Das sind für mich drei grundlegend verschieden Dinge. Ich kenne mich nur 
in der Entfernungsmessung aus. Bei den anderen beiden müsste ich jetzt 
auch erstmal forschen.

Du willst mit einem 10W(!) Laser experimentieren. Wow.
Hast du dir das angeschaut:
http://de.wikipedia.org/wiki/Laser#Laser-Klassen
Insbesondere:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Maximal_zul%C3%A4ssige_cw-Leistungen_nach_EN_60825-1.de.png

Ich denke du solltest kleinere Brötchen backen und mal einen 
Entfernungsmesser bauen, sagen wir mit einem 1mW Laser.

Das Denken: Laser + IC + Prisma = Schneid-Entfernungs-Temperatur-Gerät 
geht nicht auf.

von Daniel V. (danvet)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Was nichts?

Folge meinen Hinweisen, Padawan.

von Torsten S. (torstensc)


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Eigene Frage vergessen?:

> Die Frage ist die nach dem was ich an meine vorhandene Laserdiode bauen
> kann, um Distanzen zu messen.

Nochmal die Antwort:

N I C H T S !!!!!

von Kein Troll (Gast)


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Wie kann man mit einer Laserdiode Distanzen messen? Mit der Laufzeit. 
Dazu muss man die Laserdiode modulieren. Mit milimetern ist dann aber 
immer noch nichts. Allenfalls centimeter. Leider ist eine 10W diode 
nicht annaehernd schnell genug.

von Kein Troll (Gast)


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Ein anderes Problem ist dann noch die Sensitivitaet/Selektivitaet der 
Distanz Messung. Zur Distanzmessung nimmt man einen Laser anderer 
Wellenlaenge. Dessen Empfangsteil sollte aber nicht von der Powerdiode 
gesaettigt werden. Dh das filter sollte genuegend Unterdrueckung der 
anderen Wellenlaenge bieten. Das wird schwierig.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Von leicht hab ich ja nicht gesprochen.

Und mich stört es immernoch, dass hier so viele an der Frage 
vorbeireden. Ich mein ich stelle ja nicht zum ersten Mal meine Frage 
hier in das Forum. Aber mir scheint es, dass hier nur die ganz ganz 
leichten Fragen gern beantwortet werden und die schwierigen Fragen gern 
ins lächerliche gezogen werden.

Erzähl mal einem Schifffahrer von vor 400 Jahren, dass er flußaufwärts 
fahren kann, indem er ein Lagerfeuer unter Deck macht. Soll heißen: Nur 
weils das noch nicht gibt, heißt das nicht, dass es sowas nie geben 
wird.

Und wieder das Anliegen von mir: Bitte zurück zum Thema !!!

@ Kein Troll

Warum kann die Distanzmessung nicht mit dem Hochleistungslaser selbst 
gemessen werden? Wenn ich ein seperates Gerät für die Distanzmessung 
verwende ist mir das ja klar. Der Hochleistungslaser würde das Messgerät 
sofort wegfetzen. Noch gehe ich aber davon aus, dass eine 
Phasenverschiebung auch mit dem Hochleistungslaser gemassen werden kann.

von Kein Troll (Gast)


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>Noch gehe ich aber davon aus, dass eine Phasenverschiebung auch mit dem 
Hochleistungslaser gemassen werden kann.

Welche Phasenverschiebung ?

Von moduliertem Licht im Radiofrequenzbereich ? Das waeren dann zB 
10GHz, macht 2Pi pro 3cm, oder 1GHz mit 2Pi pro 30cm, oder 100MHz mit 
2Pi pro 3m, nur macht die Powerdiode keine 100MHz. Du bist gut, wenn du 
1MHz machst, eher 10kHz.

Von der Lichtfrequenz selbst ? Die Kohaerenzlaenge ist nicht so lange, 
dh es existiert keine Phase.

von Daniel V. (danvet)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Von leicht hab ich ja nicht gesprochen.
>
> Warum kann die Distanzmessung nicht mit dem Hochleistungslaser selbst
> gemessen werden? Wenn ich ein seperates Gerät für die Distanzmessung
> verwende ist mir das ja klar. Der Hochleistungslaser würde das Messgerät
> sofort wegfetzen. Noch gehe ich aber davon aus, dass eine
> Phasenverschiebung auch mit dem Hochleistungslaser gemassen werden kann.

Hast du meine Links angeschaut, gelesen und verstanden?
Wieso würde das Laser-Distanzmessgerät vom Hochleistungslaser 
"weggefetzt"? Du beschießt doch das Metall und nicht das Messgerät.

Ich habe viel Anregungen gegeben und klinke mich jetz aus.
Viel Spaß noch.

: Bearbeitet durch User
von Daniel V. (danvet)


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Kein Troll schrieb:
>>Noch gehe ich aber davon aus, dass eine Phasenverschiebung auch mit dem
> Hochleistungslaser gemassen werden kann.
>
> Welche Phasenverschiebung ?
>
> Von moduliertem Licht im Radiofrequenzbereich ? Das waeren dann zB
> 10GHz, macht 2Pi pro 3cm, oder 1GHz mit 2Pi pro 30cm, oder 100MHz mit
> 2Pi pro 3m, nur macht die Powerdiode keine 100MHz. Du bist gut, wenn du
> 1MHz machst, eher 10kHz.
>

Wenn du keine Ahnung hast, solltest du die Klappe halten.
Mit 80Mhz kannst du einen Bereich von 1,8m Milimetergenau auflösen.
Mann, Mann, Mann.

von Sabine W. (sabine_w)


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Was genau willst du denn erreichen? Vielleicht gibt es ja auch 
einfachere Methoden, Metall abzutragen, etwa durch Funkenerodieren.

von Jagt den Troll raus ! (Gast)


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>Noch gehe ich aber davon aus, dass eine Phasenverschiebung auch mit dem 
Hochleistungslaser gemassen werden kann.

Ich nicht - und schnell weg.

von Kein Troll (Gast)


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Wenn du keine Ahnung hast, solltest du die Klappe halten.
Mit 80Mhz kannst du einen Bereich von 1,8m Milimetergenau auflösen.
Mann, Mann, Mann.

Ich sagte 2Pi waere so viel, nicht 0.05 Grad. Erst muss man's aufloesen 
koennen, dann muss man's auch noch so schnell modulieren koennen. Und 
das wird man nicht koennen.

von Felix P. (fixxl)


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Für eine Distanzmessung mittels Phasendifferenz muss die Laserdiode 
moduliert werden, nach dem Prinzip funktionieren z.B. ToF-Kameras. Die 
Modulationsfrequenz ist dabei abhängig von der zu messenden Distanz, der 
Eindeutigkeitsbereich wird mit steigender Frequenz kleiner, dafür steigt 
bei gleichbleibender Messgenauigkeit bei der Ermittlung des 
Phasenunterschieds die Auflösung. Typische Modulationsfrequenzen bei 
3D-Kameras liegen irgendwo im Bereich zwischen 10 und 50 MHz für 
Messbereiche um die 5 bis 15 Meter.

Der Knackpunkt ist, wie hier schon einmal angesprochen wurde, ob sich 
eine 10W-Laserdiode entsprechend schnell modulieren lässt, um die nötige 
Messgenauigkeit zu erreichen. Aufgrund von aufbaubedingten Kapazitäten 
und Induktivitäten kann eine rechteckförmige Modulation am Eingang oft 
nicht am Ausgang wiedergegeben werden, die Übertragungsstrecke ist 
bandbreitenbeschränkt. Und dann muss nicht nur die Diode selbst schnell 
genug sein, sondern auch ein Treiber zur Verfügung stehen, der die 
nötige Leistung bei dieser Bandbreite liefern kann.

von Kein Troll (Gast)


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Eine 10W diode zieht schnell mal 30A. Und 30A bei 50Mhz ... Mach mal.
Die modulation ist natuerlich Sinus, nicht Rechteck

von Felix P. (fixxl)


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Kein Troll schrieb:
> Eine 10W diode zieht schnell mal 30A. Und 30A bei 50Mhz ... Mach mal.
> Die modulation ist natuerlich Sinus, nicht Rechteck
Der PMD camcube arbeitet definitiv mit Rechteckmodulation - was die 
Bandbreitengeschichte nicht leichter macht.

von Uwe (Gast)


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von Tiny10Nutzer (Gast)


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Erreicht bei einer abgeschalteten Laserdiode das eintretende Licht die 
Fotodiode?

von Kein Troll (Gast)


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Du musst ne separate Photodiode verwenden. Zum Einen hat die interne 
eine niedrige Empfindlichkeit, sie muss ja zum Regeln verwendet werden, 
zum Anderen ist sie auf der anderen seite der laserdiode.

von Didi S. (kokisan2000)


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Hallo Tiny10Nutzer,

bei der fest eingebauten Fotodiode handelt es sich um eine Monitordiode 
die hinter oder mit teiltransparentem Spiegel seitlich vor dem 
eigentlichen Laser sitzt. Der Laser mag es garnicht, wenn Laserlicht 
wieder zurückgekoppelt wird. Oftmals befindet sich vor dem Laser darum 
noch ein Isolatorbauteil als Art optisches Ventil, welches das 
Laserlicht nur in eine Richtung durchlässt. Bei der Monitordiode wird 
ein Antireflexcoating aufgetragen, um Reflexionen zurück in den Laser zu 
vermeiden.

Die Idee das Laserlicht in den Laser zurückzukoppeln ist keine gute 
Idee. Der Laser verliert seine Stabilität, er schwingt je nach 
Rückkopplung chaotisch und kann sogar zerstört werden.

Gruß
Didi

von Nosnibor (Gast)


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Also einen Materialbearbeitunsglaser direkt zur interferometrischen 
Entfernungsmessung benutzen zu wollen halte ich auch für sehr 
…sportlich, sagen wir mal. Ein Interferometer zu bauen, das mit der 
hohen Intensität klarkommt, dürfte schon schwierig sein. Und dann noch 
mit dem Intensitätsunterschied, weil man die Entfernung ja vielleicht 
mal ohne gleichzeitigen Materialabtrag messen will…

Normalerweise kontrolliert man die Eindringtiefe ja einfach über die 
Zeit, geeicht an Erfahrungswerten, d.h. man hat einmal ausgemessen, wie 
lange es dauert, bis der Laser bei einem Blech bekannter Dicke auf der 
anderen Seite durchkommt, und dann hat man eine Vorstellung von der 
Bohrgeschwindigkeit. Hängt natürlich vom Material ab.

Wenn es unbedingt eine Messung sein muß, würde ich das auch mit einem 
separaten Laser machen, aber in derselben optischen Achse. Im 
wissenschaftlichen Bereich gibt es kräftige IR-Laser, deren aktives 
Material, Spiegel etc. für rotes Licht transparent sind. Da ist dann 
einfach hinterrücks ein roter Laserpointer montiert, damit man beim 
Aufbauen des Experiments den Strahlengang bequem justieren und einfach 
sehen kann, wo hinterher der fette Laser hinleuchten wird. Falls die 
Entfernungsmessung auch mit einem roten Laser arbeitet, dürfte so eine 
Konstruktion die beste Aussicht auf Erfolg bieten, weil man damit zwei 
bereits funktionierende Lösungen für die beiden Teilprobleme 
einigermaßen wechselwirkungsfrei kombinieren kann.

Kann natürlich sein, daß man während der Materialbearbeitung die 
Entfernung sowieso nicht genau messen kann, weil verdampftes Material 
die Sicht beeinträchtigt. Dann bietet sich Pulsbetrieb an.

von Dieter F. (Gast)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> Und wieder das Anliegen von mir: Bitte zurück zum Thema

Ich verfolge den Thread jetzt schon eine Weile und kann mir ein heftiges 
Schmunzeln nicht verkneifen.

Der "TO" stellt eine Idee in den Raum, von der (fast alle) sagen, dass 
es so nicht realistisch ist.

Er argumentiert dagegen

Tiny10Nutzer schrieb:
> Erzähl mal einem Schifffahrer von vor 400 Jahren, dass er flußaufwärts
> fahren kann, indem er ein Lagerfeuer unter Deck macht. Soll heißen: Nur
> weils das noch nicht gibt, heißt das nicht, dass es sowas nie geben
> wird.

Prima, Erfinder und Visionäre erfinden aber i.d.R. selbst und lassen 
nicht andere für sich Visionen entwickeln bzw. erfinden.
Ich kann da keinen konstruktiven Dialog mit dem "TO" erkennen - er 
wartet halt ab, was so diskutiert wird. Schön für ihn, wenn etwas 
brauchbares herauskommt ...

von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


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Hi,
mal davon abgesehen, dass immer noch etwas unklar ist worum es 
eigentlich gehen soll und ich denk, dass es bis dahin auch noch sehr 
weit fehlt, aber man könnte ja den Brennpunkt so wie beim Laserschweißen 
üblich direkt in der optischen Achse mit einer Kamera beobachten. Dann 
kann man aus dem Brennpunktgröße was über die Entfernung lernen - aber 
nicht µm genau. Die Beobachtung könnte man auch außerhalb der Achse 
machen und dann triangulieren, wie die üblichen Laser-Triangulations 
Entfernungsmesser.

Grüße
Flo

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ Didi S.

Sehr guter Beitrag. Durch dich habe ich grade mehr über Laser überhaupt 
erfahren, als von vielen Postern vor dir. Ich verstehe jetzt warum man 
Laserdioden für nichts zum Messen verwenden kann. So wie ich dich dann 
verstehe muss ich dann aber vor der separateren Fotodiode auch einen 
recht starken Filter verbauen und die Messinstrumente auf jeden Fall in 
deutlich anderen Wellenlägen verbauen (oder umgekehrt).

@ Nosnibor

Dein Beitrag mit praktischen Beispielen ist mindestens genauso gut. Bei 
dem verdampften Zeugs was im Weg rumschwebt denke ich genau wie du. Ich 
habe überlegt kräftig in diesen Bereich blasen zu lassen. Auf diese 
Weise dürfte auch das Werkstück gut gekühlt werden.

@ Dieter Frohnapfel

Den Teil überlese ich mal etwas. Es wiederstrebt mir einfach, dass ich 
hier zu meinem Gedankenmodel Fragen habe und immer nur zur Antwort 
bekomme "Das geht nicht". Wenn ich in meinem Gedankenmodel davon 
ausgehen würde, dass das nicht geht, würde ich die Frage gar nicht erst 
stellen. Und nur für das Verständnis: "Das geht nicht" und "Das schaffst 
du eh nicht" Menschen habe ich mehr als genug in meinem Leben. Ich 
brauche "Das klingt interessant" und "Viel Glück bei deinem Versuch" 
Menschen.

@ Florian Rist

Das Beobachten mit einer Kamera bzw. einer zweiten Messvorrichtung aus 
einem anderen Winkel aus ist (wie ich das gelesen habe) ein recht 
gängige Praxis. Ich denke aber, dass für Genauigkeiten bis 0,01 mm jeder 
Versuch zu ungenau sein wird. Zumal in der Praxis nicht jeder Bereich 
(der am Werkstück bearbeitet wird) aus einem zweiten Winkel so gut 
einsehbar sein wird.

@ Sabine W.

Ich habe deinen Beitrag nicht übersehen. Ich lese mich grade in das 
Funkenrodieren rein.

von Jagt den Troll raus ! (Gast)


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Eine Fokusierung auf 0.01mm wird nicht moeglich sein. 0.5mm wird 
allenfalls das hoechste der Gefuehle sein. Eher mehr.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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Wenn es schon nicht mit Autofokus sinnvoll möglich ist, muss es dann 
eben ein Fixfolus (zB auf 200 mm) sein und der Laserkopf wird 
Motorgesteuert rauf und runterbewegt. Ich mache mir ehr sorgen darum, 
dass mehrere Laserstrahlen auf den gleichen Punkt fokussiert werden 
müssen.

von Erdbeere (Gast)


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Ich möchte Erdbeeren auf dem Mond züchten. Sollte kein Problem sein.
Jetzt sagt hier nicht, das es nicht geht. Ihr habt das nämlich nie
selber probiert! Also könnt ihr das nicht wissen. Ich will doch nur
die Erdbeeren! Wenn man vor 4 Milliarden Jahren jemanden gesagt hätte
das es auf der Erde Erdbeeren geben würde hätte der auch gelacht! Der
Mond ist auch rund, also muss es da auch Erdbeeren geben!! Und jetzt
sagt mir endlich wie das geht!!!

Erdbeere

von Heinz (Gast)


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Die Herausforderung hier ist ganz klar die Trennschärfe, Fokussierung 
und die Optik um neben dem Arbeitslaser den Messlaser betreiben zu 
können.

Kannst du dies Lösen kannst du mit traumhaften Auflösungen rechnen.

Wie schon vor mir jemand erwähnte liegt bei 100MHz Sinus Modulation und 
Samplerate auf dem Messlaser der erste Alias bei ca 1,8m. D.h. ist dein 
Messbereich größer gibt es in diesem System mehrere Lösungen, die zu 
deinen Messungen passen.

Dazwischen bestimmt deine Optik und deine Sensorik die Genauigkeit und 
Auflösung. Kommst du hier in einem bereich, in dem du eine optische 
Interferometrie machen kannst (Strahl aufteilen in Messstrecke und 
Referenzstrecke, Strahlvereinigung, Doppelspalt, CCD). So kannst du es 
nochmal um Größenordnungen steigern.

Dabei reden wir dann von einem Eindeutigkeitsbereich von 0 bis lambda 
und entscprechend dem CCD und der Mechanik einer Auflösung im <0.1um 
Bereich und Genauigkeit entsprechend der Mechanik und Optik der 
Referenzstrecke.

Das Ganze ist wenn auch physikalisch möglich sehr anspruchsvoll und 
eventuell durch die Mechanik des Messobjekts (Oberflächenstruktur des 
Abtragens, Partikel im Strahlgang, etc) wahrscheinlich zu einem Großteil 
nur Rauscehn.

von Christian (Gast)


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@  Tiny10Nutzer
Ich finde es persönlich gut wenn man Visionen hat. Ich behaupte auch 
nicht pauschal das es nicht möglich ist Laserentfernungmessung zu 
relaisieren.

Ich habe bisher nur mit Showlasern experementiert und einfache RGB 
Systeme aufgebaut. Und selbst bei solchen einfachen Aufbauten muss man 
schon einiges beachten. Aber zumindest beschäftigt man sich dann schon 
mal gewissen Grundlagen was Filtern von Wellängen, Reflexionen und 
Strahlenformung.

Ein IC zu finden was alle deine Probleme erschlägt gibt es nicht. Die 
elektronische Basis ist hier auch eigentlich nicht das Problem. Und in 
diesem Forum geht es eigentlich normal nur um Elektronik.

Ich denke du solltest dich dann erstmal in entsprechenden Fachforen 
umsehen die sich mit Lasern und Optik beschäftigen. Vielleicht besucht 
du einfach mal eine Universität mit Erfahrungen Laser-Forschungbereich 
und sprichst direkt mit Leute die sich täglich mit so etwas 
beschäftigen.

Wie bereits oben erwähnt gibt es aus der Praxis einige Ansätze wie man 
Schneidlaser über Filter mit Laser sichtbarer Wellenlänge kombiniert um 
z.B. erstmal zu sehen wo mein IR Laser auftrifft und später arbeitet.

Um an so einem Problem zu arbeiten braucht man neben Lasern halt auch 
Erfahrung mit dem Herstellen von Optiken mit Beschichtungen passender 
Wellenänge etc. Dazu passende Messgeräte... Das ist halt nichts was man 
mal eben so zu Hause macht. Man kann natürlich so etwas von Firmen 
anfertigen lassen. Aber dafür muss man denen erstmal Spezifikationen 
liefern was man braucht.

Ich meine es ist immer Toll wenn man man mit einer Idee gegen den Strom 
schwimmt. Aber wenn man nicht man schwimmen kann sollte man vielleicht 
doch überlegen ob einem noch die ein oder Andere Grundlage fehlt.

Ich würde als Praktiker mir erstmal ein Laser Entfernungmesser kaufen. 
Da hast du schon mal einen Laser und eine Optik drin. Das Teil zerlegst 
du, packst deine eigene Auswertung dran... Und wenn du dann Verstanden 
hast wie das Funktioniert machst du den nächsten Schritt. Dann kann man 
versuchen das Prinzip auf kleine Distanzen zu optimieren.

Ich denke auch das jetzt nicht alle Leute hier die Informationen für 
dich zusammen tragen sollten. Es gibt wirklich viele gute Quellen im 
Netz. Es gibt Fachbücher, es gibt auch sicherlich Leute die einem bei 
Fachfragen gerne Rede und Antwort stehen. Aber niemand wird dir hier 
schreiben... Nimm das IC, nimm die Optik, nimm diesen Laser.. steck 
alles zusammen und dann läuft das.

Also trag erstmal selbst Infos zusammen. Dann versuch damit an dein Ziel 
zu kommen. Entweder du gibst dann auf weil du erkennst das es vielleicht 
doch nicht so einfach ist, es zu viel Zeit und vor allem GELD kostet, 
oder du hast in zwei bis drei jahren vielleicht das nötige Know How 
zusammen und stellst eine gzielte Frage zu einem elktronischen Problem 
womit dir dann hier auch jemand weiter helfen kann.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ Erdbeere

Ich möchte ja nicht behaupten, dass ich der große Rechtschreibprofi bin, 
aber das Niveau deines Beitrags ist mir recht schnell klar geworden. Ich 
möchte die auf jeden Fall versichern: Wenn die Menschheit basierend auf 
dem Konzept der Gegenleistung die logistische Möglichkeit hätten 
regelmäßig zum Mund zu fliegen und jemand mit genügend Geld dort 
Erdbeeren züchten möchte, wird sich mit 100 %er Sicher jemand finden der 
genau dies tut. Zumal wir seit ein paar hundert Jahren wieder weiße 
Erdbeeren haben, was heute keiner glauben möchte.

@ Heinz

Die ganzen Schlagwörter waren sehr gut. Ich werde mich dann daran machen 
mich durch all diese Schlagwörter durchzulesen, um mein Gedankenmodell 
zu vervollständigen (oder aufzugeben). Für den Messbereich rechne ich 
aber mit ca. 200 - 500 mm (max. 100 - 1000 mmm) und will ja nur auf 1 µm 
arbeiten. Die Zahlen sind für heute Maßstäbe gar nicht so unrealistisch. 
Nur für das wahrscheinlich auftretende Rauschen (die aus den Gründen 
entstehen die du bereits genannt hast) habe ich grade überhaupt keine 
Idee. Ich könnte höchstens den Bereich stark anblasen, um Partikel zu 
beseitigen und Mehrfachmessungen für einen Brennzyklus durchführen. Das 
geht dann aber ehr in die Richtung Erfahrungswerte, von denen ich noch 
ganz weit weg bin.

von Uwe (Gast)


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Alleine die Justierbrille kostet 500€, je optischem Element mußt du wohl 
so 100-200€ hinpacken. Also für jeden Spiegelhalter, Spiegel, 
Kollimator, Filter. Ich schätze jetzt mal auf 20 optische Elemente 
20x200=4000€.
Dann sagen wir noch mal für 1000€ Elektronik dazu und nen halbes Jahr 
Planung, Rechnen, Software schreiben und Arbeit, so sagen wir 8 Stunden 
täglich.

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ Uwe

Also mit anderen Worten umsetzbar. Für jetzt und in der Vergangenheit 
bin ich nur bei dem Gedankenmodel an sich. Solange ich nicht eindeutige 
Gegenanzeichen vorliegen habe, dass ein Vorhaben definitiv nichts werden 
wird, mit keinen Mitteln der Welt. Dann höhre ich auf weitere Fragen zu 
stellen.

Und lass die Maschine von mir aus 20.000 € an Material und 10 Jahre Zeit 
kosten. Der Wert der Maschine die dabei raus kommt ist sehr viel höher. 
Eine Maschine die kontaktfrei 10 bis 1000 mal genauer Teile fertigt. 
Alle Ingenieure der Welt würden vor die auf die Knie fallen und dich 
anbeten. Und ich auch.

von Jens K. (jens_k)


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Mit einer Laserdiode wird man schonmal sowieso kein Metall verdampfen 
können, dafür kann man die einfach nicht fein genug Fokussieren. Es gibt 
Faser-Array-Laserdioden, die haben auch >40W aber auf einem Durchmesser 
von 800µm verteilt auf 18 Fasern. Damit bekommt man auch keine hohe 
Energiedichte hin. Was man machen kann ist einen gütegeschalteten 
Faserlaser oder Festkörperlaser nehmen, wobei sich ersteres viel feiner 
fokussieren lässt. Alles aber kein CW-Laser ;) nix mit modulieren. 
Könntest höchstens die Laufzeit messen, aber bei 
0,01mm@Lichtgeschwindigkeit viel Spaß also so 0,299mm/ps ^^....

: Bearbeitet durch User
von Martin L. (maveric00)


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Hallo,

kurzer Realitätscheck zum jetzt zum ersten Mal geäußerten Ziel (ich bin 
Maschinenbauer, insofern kann ich eventuell etwas zum "Kniefallen" 
sagen):

Laserbearbeitung hat in vielen Bereichen Vorteile, in manchen Nachteile 
und in anderen ist sie einfach nur "anders" als konventionelle 
Verfahren. Bei "spanabhebenden" Umformverfahren kommt es sehr stark 
darauf an, für was das Teil gedacht ist, da der Laser lokal eine hohe 
Energie einträgt und damit die Oberflächenstruktur des Werkstoffs 
erheblich ändert (wir reden hier auch über die ersten paar µm). Damit 
ist das Verfahren nicht für alle Anwendungsfälle geeignet.

Zum anderen kommen auch konventionelle Verfahren in der Großserie bequem 
auf 5 µm Genauigkeit durch schleifen und durch läppen auf 0,3µ Ebenheit 
mit 0,02µ Oberflächenrauhigkeit. Insofern möchte ich bezweifeln, dass 
hier zu vertretbaren Kosten eine Steigerung um Faktor 10 bis 1000 
möglich ist. Ob die Bearbeitung "kontaktfrei" oder nicht geschieht ist 
dabei für den Fertiger und das Endprodukt ziemlich egal - wenn die 
anderen gewünschten Eigenschaften eingehalten werden (und 
läppen/polieren kann man auch als "kontaktfrei" bezeichnen, da mit einem 
Zwischenmedium gearbeitet wird).

Überhaupt ist die Bearbeitung bei solchen Genauigkeiten nur das halbe 
Problem; eine ähnliche Größenordung stellt die Genauigkeit der Messung 
dar; hier sind extrem viele Parameter zu beachten, von denen die 
Temperatur eine der wichtigeren ist. Und das könnte bei der 
Laserbearbeitung zu erheblichen Problemen in diesem Genauigkeitsbereich 
führen, da direkt neben dem abgetragenen Material die Temperatur des 
Werkstoffes sehr stark ansteigt (bei 1µm Eindringtiefe sind nur rund 63% 
der Laserenergie absorbiert).

Schau Dir doch einfach einmal 
https://prof.hti.bfh.ch/uploads/media/4_1_Basic.pdf an, um einen 
Eindruck davon zu bekommen, was Bearbeitung mit einem Laser bedeutet.

Ich befürchte also, dass Dein Verfahren, selbst wenn Du es entsprechend 
hinbekommst, nicht so einschlagen wird, wie Du es Dir jetzt vorstellst. 
Zumindest kenne ich keinen Ingenieur, der dafür auf die Knie fallen 
würde (und ich kenne ziemlich viele).

Schöne Grüße,
Martin

von Tiny10Nutzer (Gast)


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@ Martin L.

Dann ist die Zahl der Kniefälle eben grde von einigen hundert Tausend 
auf einen (mich) gesunken. Nur kannst du mir als Sachverständiger mal 
sagen wie ich einen 1 mm Draht auf 0,8 mm verkleinern kann, ohne ihn zu 
verbiegen.

von X2 (Gast)


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Tiny10Nutzer schrieb:
> @ Martin L.
>
> Dann ist die Zahl der Kniefälle eben grde von einigen hundert Tausend
> auf einen (mich) gesunken. Nur kannst du mir als Sachverständiger mal
> sagen wie ich einen 1 mm Draht auf 0,8 mm verkleinern kann, ohne ihn zu
> verbiegen.

Ziehen?

von BLackbird (Gast)


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Durch Strecken.

Blackbird

von Martin L. (maveric00)


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Hallo,

was nennst Du verbiegen - 0,1mm, 1µ oder weniger? Ich nehme an, es geht 
um eine Ablängung von 1 mm auf 0,8 mm, warum nicht gleich 0,8mm-Stücke? 
Welche Stückzahlen: 10, 100 oder 10.000.000 pro Jahr?

Da gibt es schon einige Möglichkeiten, wobei entweder darauf geachtet 
wird, dass der Draht sich nicht zu stark verbiegt (Einspannung, hohe 
Schnittgeschwindigkeit,...) oder aber der Draht wird nach dem Ablängen 
wieder gerichtet.

Mit Laser "verbiegt" sich der Draht übrigens auch, durch den 
Energieeintrag verzieht sich das Material auch in durchaus messbarem 
Umfang. Im übrigen würde man hier keine hochgenaue Tiefenansteuerung 
brauchen, da man quer zum Draht schneiden würde.

Versteh' mich nicht falsch: es gibt durchaus (sehr viele) 
Anwendungsfälle, in denen Laserverfahren "klassischen" Verfahren 
deutlich überlegen sind (so hat z.B. Laserschweissen das klassische 
Schweissen in Großserienproduktion praktisch komplett verdrängt, wenn es 
um Linien- und nicht Punktschweissen geht), nur sehe ich eben entweder 
in der Lasergravur als Ersatz für herkömmliche Verfahren keinen echten 
Vorteil oder aber die entsprechenden Maschinen sind schon lange 
verfügbar.

Unter 
http://www.acsys.de/lasergravur/frosting-oberflaechenstrukturierung.html 
findest Du zum Beispiel von der Tischanlage bis zum Bearbeitungszentrum 
eine Auswahl von Systemen, die - so glaube ich - das tun, was Du 
"erfinden" möchtest. Allerdings liegen die Preise erheblich über den 
20.000 Euro, die Dir vorschweben und sie beschränken sich auf 
Oberflächenbehandlung, da ein Abtrag einer großen Menge Materials 
schlicht und ergreifend zu lange dauern würde (das gleiche Problem wie 
bei den "Rapid-Prototyping" 3-D-Druckern - was die in Stunden herstellen 
braucht in der Serie mit richtigen Maschinen nur Sekunden bis Minuten).

Hobbymäßig bleibt auch abzuwarten, ob Du es schaffen kannst, die 
benötigten 10 MW/mm^2 bis 10 GW/mm^2 in Nanosekunden bis 
Pikosekundenimpulsen mit einer 20.000-Euro-Anlage in der benötigten 
Qualität abzuliefern. Dazu gehört allerdings mehr, also ein 
Laser-Sensor-IC zu finden, das eine Entfernung auf 1 µm mit 500 kHz 
Samplerate messen kann. Bei der Pulserzeugung bist Du dann auf jedem 
Fall in dem Bereich GHz bis THz - und damit außerhalb Deiner oben selbst 
angegebenen Möglichkeiten.

Von daher noch einmal die Frage - wer ist die Zielgruppe für Dein 
Projekt?

Schöne Grüße,
Martin

von Jagt den Troll raus ! (Gast)


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Der erste Fehler ist mit der Laserdiode direkt arbeiten zu wollen. Das 
macht eigentlich niemand. Damit pumpt man normalerweise einen 
Festkoerperlaser.
Der Festkoerperlaser hat vernuenftig Leistung, und auch eine viel 
bessere Strahlqualitaet.

von Max H. (hartl192)


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Martin L. schrieb:
> Hobbymäßig bleibt auch abzuwarten, ob Du es schaffen kannst, die
> benötigten 10 MW/mm^2
Viel Spaß beim Fokussieren der 10W auf 1µm² (Durchmesser 1.13µm).

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Martin L. schrieb:

> was nennst Du verbiegen - 0,1mm, 1µ oder weniger?

Ich habe mich lange mit sog. Nanometrologie beschäftigt. Dort gibt
es die Standardfrage: "Was passiert, wenn sich eine Fliege auf
eine Eisenbahnschiene setzt?" Antwort: "Sie biegt sich durch!" :-)

Neben den vielen Aspekten der Laserentfernungsmessung, die bereits
angesprochen wurden, fehlt noch einer: Die Abhängigkeit der Licht-
geschwindigkeit vom Medium, durch das das Licht geht, also üblicher-
weise Luft. Die Lichtgeschwindigkeit ist da abhängig vom Luftdruck,
der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und dem CO2-Gehalt. Man benutzt
dafür die sog. Edlen-Formel.
Gruss
Harald

von Michael S. (schiko)


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chr schrieb:
>>Mit 10W misst man bestimmt
>>keine Entfernungen.
>
> Doch genau das tut man mit Laserscannern. Die sind z.B. vielfach an den
> Mautbrücken auf den Autbahnen verbaut ( die trichterförmigen Geräte oben
> ).
>
> Der Trick: Die Pulslänge liegt im Pikosekundebereich. Die
> durchschnittliche ausgestrahlte Energie liegt im unteren
> Milliwattbereich.

ähhm
richtig da sitzen Laserscanner
falsch(bez. auf 10W)
falsch
und falsch (bzw. so richtig wie: die beschleunigen mit 42 Ampere)

von Michael S. (schiko)


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Ich zähle nur mal ein paar Ko-Kriterien auf:

-Fokussierung, Du würdest einen irre guten Laser und irre lange 
Brennweite brauchen
-Ausrichtung zueinander von Bearbeitungs- und Messlaser
-Metalldampf (Schutz der Optik)
-SEHR unterschiedliche Reflexion/Immissionswerte von Metall vor/nach 
erster Bearbeitung
-Nicht plane Oberfläche beim Entfernungsmessen. Du willst ernsthaft die 
Tiefe eines schwarzen Loches in spiegelnder Umgebung durch die 
Lichtreflexion im Loch messen?


Zur Info:
Seit 20 Jahren ist das alles mein Metier

von Martin L. (maveric00)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

naja, in einem Punkt muss ich Tiny10Nutzer recht geben - machbar ist es 
(wie ja auch die verfügbaren Bearbeitungszentren und das angehängte 
Beispiel zeigen). Dort sind auch (als Optionen) die hier andiskutierten 
und häufig in Zweifel gezogenen Elemente lieferbar (so auch eine Online 
Depth Control, die laut Werbung eine µm-genaue Bearbeitung ermöglicht) - 
siehe z.B. http://www.acsys.de/lasersysteme/piranha/optionen.html

Ich glaub' halt nur nicht, dass das für 20.000 Euro als Konkurrenz zu 
etablierten Verfahren darstellbar ist da wie gesagt die 
Bearbeitungszeiten bei großem Materialabtrag sehr lang werden - einfach 
einmal überlegen, wie lange das dauert, wenn 1 mm^3 abgetragen werden 
soll und der Ablationspunkt im µm-Bereich liegt.

Schöne Grüße,
Martin

von jetzt (Gast)


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Es gibt zwei Sorten von Materialbearbeitungslasern. Der eine, fuer's 
Grobe ist der CO2, CW, mit Leistungen von 50W bis mehrere kW. Und der 
Anspruchsvolle, der Nd:YAG, gepulst. Mit Barrenlasern, wie der Poster 
verwenden will, macht man hoechstens Material erwaermen, wenn keine 
andere Technik passt.

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