Lv4 oznacevanje

236 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
236
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
2
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Lv4 oznacevanje

  1. 1. Označevalni laserski sistem1. UVOD2. VSEBINA3. PRIPRAVA4. IZVEDBA Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi Tehniko
  2. 2. 1. UVODNamen laboratorijske vaje je:• predstavitev kratkopulznega Nd:YAG laserskega izvora YAG 22 (FOTONA),• predstavitev označevalnega laserskega sistema,• spoznavanje parametrov označevanja,• spoznavanje priprave informacij za označevanje,• praktična demonstracija označevanja Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 2 Tehniko
  3. 3. 2. VSEBINA1. Predstavitev sistema za lasersko označevanje 1. Nd:YAG laserski izvor 2. Sistem za vodenje žarka2. Časovni potek, moč in energija pulzov3. Širina sledi4. Označevanje Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 3 Tehniko
  4. 4. Shema sistema za laserskooznačevanje Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 4 Tehniko
  5. 5. Nd:YAG laserski izvor -komponente1. Laserska glava2. Resonator3. Širilnik žarka (Beam expander)4. Akustooptični preklopnik kvalitete (Q-switch)5. Prostorski filter (preklop TEM00 - MM)6. Varnostni zaklop7. Krmilnik8. Napajalnik9. Hladilnik Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 5 Tehniko
  6. 6. Nd:YAG laserski izvor -karakteristike1. Valovna dolžina: 1064 nm2. Delovanje: CW ali pulzno3. Trajanje pulza: 100 do 300 ns (odvisno od repet.)4. Repeticija: 0,5 kHz do 50 kHz5. Povprečna moč: TEM00: do 16 W, MM: do 77 W6. Vzbujanje: Kr obločna bliskovka7. Vzbujevalni tok: 7A do 22A8. Vzbujevalna napetost: 131V do 200 V9. Premer zrcal resonatorja: 13 mm Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 6 Tehniko
  7. 7. Nd:YAD laserski izvor- Kontrolna ploščaVklop kazalnega Javljanje napaklaserja Vhod signalaIzklop mehanske daljinske kontrolezaščiteVarnostno stikalo Preklop pulzno / CWVklop bliskavkeDaljinsko nastavljanje Vklop ugašanjaparametrov žarka na daljavoVklop napajanja Vklop dušenjaodklonske glave prvega bliskaGlavno stikalo Prikazovalnik in Nastavitev toka Nastavitev gumb izbire prikaza bliskavke frekvence bliskov Pri vklopu in izklopu izvora upoštevaj navodila! Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 7 Tehniko
  8. 8. Nd:YAG laserski izvor -nadzorna programska oprema1. LASER COMANDER: - nastavljanje parametrov vodenja žarka (hitrost, daljinsko nastavljanje parametrov izvora – moč in frekvenca) - korekcija povečave (objekti v PLT formatu) - samodejne funkcije (izpis teksta, črtna koda...)2. SCENT: pretvorba slike BMP formata v PLT format: - obris, polnitev (gostota, način) - korekcija nezveznosti robov Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 8 Tehniko
  9. 9. Sistem za vodenje žarka1. Skernirna glava (odklonski zrcali, fokusirna leča)2. Krmilnik galvo motorjev3. Sistemski krmilnik (PC) Hitrost pomikanja žarka po površini obdelovanca je podana z: v = BH / 555 *1000 [mm/s] BH [bit/ms] – hitrost pošiljanja podatkov (programsko nastavljivo v rubriki hitrost) 555 [bit/mm] – konstanta, določena z ojačanjem galvomotorjev in goriščno razdaljo Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 9 Tehniko
  10. 10. 1. Naloga: Opis sistema za lasersko označevanje 1. Preučite delovanje sistema za lasersko označevanje 2. Preučite delovanje vseh komponent laserskega izvora (priloženo gradivo) 3. V poročilu opišite delovanje glavnih komponent laserskega izvora in sistema za vodenje žarka Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 10 Tehniko
  11. 11. 2. Naloga: Časovni potek, moč in energija laserskih pulzov 1. Na vaji s hitro fotodiodo detektirajte časovni potek laserskega pulza in ga zajemite z digitalnim osciloskopom (tok bliskavke 12,5A, frekvenca 1kHz, multimodna struktura žarka). 2. Digitalizirani signal shranite na disketo. Zapišite si nastavitve osciloskopa (merilo napetosti in časa). 3. Zabeležite si frekvenco ponavljanja pulzov (repeticijo) in izmerite povprečno moč žarka. 4. Iz zgornjih podatkov izračunajte: • Povprečno energijo posameznega pulza in • Povprečno vršno moč pulza Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 11 Tehniko
  12. 12. Primer odziva fotodiode nalaserski pulz Napetostni signal (V) je sorazmeren moči laserskega pulza (W) odziv fotodiode (V) Površina pod signalom je sorazmerna energiji laserskega pulza (J) čas (ns) Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 12 Tehniko
  13. 13. Moč in energija laserskega pulza Moč P laserskega žarka je periodična funkcija časa s periodo T, ki je obratno sorazmerna frekvenci ponavljanja pulzov ν (repeticiji). Perioda T (>50 μs) je bistveno daljša od časa trajanja pulza Tp (<300 ns) !! Povprečna moč: Energija: T T 1 E p = ∫ P(t )dt , Pavg = ∫ P(t )dt , T 0 0Od tod sledi: Ep= Pavg./ν. Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 13 Tehniko
  14. 14. Izračun vršne moči (1)Če predpostavimo, da je signal fotodiode s(t) sorazmeren moči laserskega žarka P(t), potem velja: P(t) = k.s(t) , kjer je k konstanta, ki vnaprej ni znana. Določimo jo lahko s pomočjo znane povprečne energije pulza Ep: T T T k ∫ s (t )dt = ∫ P(t )dt = E p ⇒ k = E p / ∫ s (t )dt 0 0 0kjer integracijo aproksimiramo s sumiranjem: T n n ∫ s(t )dt ≈ ∑ s(kT ).T 0 k =1 s s = Ts ∑ s (kTs ) k =1kjer je n števil točk v signalu, Ts pa perioda vzorčenja. Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 14 Tehniko
  15. 15. Izračun vršne moči (2)Ko imamo konstanto k, lahko iz signala fotodiode določimo časovni potek moči P(t). Vršna moč Pmax je največja moč v pulzu (maksimum moči).Poleg vršne moči določite tudi razmerje med vršno in povprečno močjo. Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 15 Tehniko
  16. 16. 3. Naloga: Širina sledi• Primerjajte eksperimentalne sledi žarka, dobljene z enakimi procesnimi parametri, le da je razlika v transverzalni strukturi žarka: enkrat multimoden, drugič TEM00• Izmerite širino sledi pod mikroskopom in profil sledi s profilometrom• Določi teoretični premer žarka v fokusu in primerjaj z izmerjeno širino sledi• Dobljene slike in profile priložite poročilu• Izračunajte jakost (intenziteto v W/cm2) pri vršni moči ob predpostavki, da je premer žarka enak širini sledi ! Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 16 Tehniko
  17. 17. 4. Naloga: Označevanje• V pripravi za vajo izdelajte vzorec za označevanje: črno-belo sliko (binarizirano grafiko - brez sivin) in jo shranite v formatu *.bmp z ločljivostjo 1000 dpi in jo prinesite s seboj na vajo.• Na vaji uporabite izdelani vzorec in z laserskim označevalnim sistemom označite kovinsko površino. Dobljeno označbo fotografirajte in fotografijo priložite poročilu. Komentirajte kvaliteto označbe.• Parametri laserskega žarka naj bodo: tok bliskovke 12,5A, frekvenca 1kHz, multimodna struktura žarka, hitrost pomika žarka 300 bit/ms. Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 17 Tehniko
  18. 18. Priprava na laboratorijsko vajo• Preberite priloženo gradivo, ki opisuje posamezne dele laserskega izvora• Preberite poglavje 12-4 “Laser marking” iz knjige Luxon Parker – v poročilu povzemite lastnosti laserskega označevanja• Preberite poglavje 1-9 “Acousto-optic modulators” iz knjige Luxin Parker – v poročilu povzemite princip delovanja AOM in zakaj ga v označevalnem laserskem izvoru potrebujemo (kratki pulzi)• Pripravite si vzorec za označevanje Katedra za Optodinamiko in Lasersko Laserski sistemi 18 Tehniko

×