Лазерная установка для засветки фоторезиста от AlphaCrow

[Pyku_He_oTTyda]

А как Вы измеряли размеры пятна?

[mial]

Я немного расфокусирую лазер, так лучше получается. Резист после экспонирования и проявки, гладкий и блестящий, следов луча не видно. Когда в фокусе видно растр.

[olee]

Pyku_He_oTTyda писал(а):

А как Вы измеряли размеры пятна?

Камерой без объектива на импровизированном стенде, примерно таком (это стенд для проверки камеры из эндоскопа для новой версии каретки, для лазера фоток не осталось)
Если интересно в приложенных файлах профиль луча, несколько поперечных сечений. Только имейте в виду, что профиль луча построен так, как будто лазер светит снизу в верх.

Добавлено after 16 minutes 27 seconds:
Это статистика по размера лазерного пятна. Напоминаю, что у меня ЛД S06J, линза G-2 (f = 4.05 мм) и расстояние от ЛД до платы 40 мм.

Добавлено after 39 minutes 30 seconds:
Могу поделиться еще одним методом фокусировки лазера, так делают в оптических лабораториях, и он основан на тех же физических принципах что и у метода seriyvolk.

Луч лазера направляют на матовую сторону алюминиевой фольги, я направлял на шлифованный металический уголок, подойдет и медная поверхность фольгированного текстолита. В процессе фокусировки смотрят на отражение от этой поверхности на светлой поверхности, я подставлял сбоку белый лист бумаги. Пока луч не в фокусеотражение будет состоять из мелкозернистых пятен, но как только пятно от лазера достигнет фокуса, пятна на отражении сразу станут крупными. Лучше это делать в затемненом помещении.

Чтобы прочувствовать этот способ, лучше сначала закрепить лазер на столе, сфокусировать его примерно и потом медленно пододвигать к нему металлическую поверхность. После того как прочувствуете этот эфект, его можно будет применять прямо на установке. Просто надо помнить, что глубина резкости луча порядка 1 мм и ее легко достичь двигая поверхность, а тот же эфект со стороны линзы для моего случая достигается ее перемещением на 0.016 мм, что составляет при шаге резьбы 0.5 мм всего лишь поворот на 1/30 полного оборота (12 градусов), а это перемешение по окружности корпуса линзы примерно 1 мм .

Я пользовался таким методом при предварительной фокусировке. Окончательно я фокусировал на стенде по камере.

Вложения

lb_sections_3.00_5.00.pdf

(11.39 KiB) Скачиваний: 69

laserbeam_waist.pdf

(50.62 KiB) Скачиваний: 52

lb_spot_3.00_5.00.pdf

(196.64 KiB) Скачиваний: 58

[Pyku_He_oTTyda]

Лазер при этом с минимальным током работает, а он не портит матрицу камеры?
Очень интересная метода, спасибо!

[olee]

Pyku_He_oTTyda писал(а):

Лазер при этом с минимальным током работает, а он не портит матрицу камеры?
Очень интересная метода, спасибо!

Даже при минимальном токе лазер засвечивает все поле матрицы, поэтому я использовал короткие импульсы. В таблице со статистикой последний столбец - это как раз длительность импульса в нс. Я подбирал ее, чтобы не было насыщения в пятне, но и максимальное значение было близко к максимальному выходу с матрицы, в предпоследнем столбце максимальное значение по полю и сколько таких пикселов.

У меня матрица монохромная с глобальным затвором, т.е. все поле экспонируется сразу, а не построчно как у большинства матриц, с которыми бы все было намного сложнее, если вообще возможно. Я использовал ручную настройку экспозиции и усиления камеры. При разрешении 1280х720 и выходе YUV2 камера передавала 10 кадров в секунду, такой период повторения импульсов на ЛД я и использовал. Скважность и мощность можете посчитать сами исходя из мощности непрерывного излучения 5-10 мВт. В принципе, пришлось потратить некоторое время на отработку методики и подбор параметров.

[Pyku_He_oTTyda]

Понял.
Глобал шаттер камеры у меня есть.

Внутри вот это: простейший драйвер на чем то, с маркировкой "B11G8r".
Вывода у диода очень короткие (примерно 1 мм) и их всего два.
Резистор отломал не я, так было:)

Вложения

IMG20230418104539.jpg

(172.94 KiB) Скачиваний: 107

IMG20230418104603.jpg

(148.77 KiB) Скачиваний: 90

Последний раз редактировалось Pyku_He_oTTyda Вт апр 18, 2023 11:30:10, всего редактировалось 2 раз(а).

[olee]

А какая матрица? Она монохромный? И какое разрешение и размер пиксела?

[Pyku_He_oTTyda]

Из того, что под рукой, BASLER ACa2440-35um
Что бы не гуглить:
2448 px x 2048 px
3,45 µm x 3,45 µm
монохром
SONY IMX264

На тестах есть еще много камер, списка под рукой, конечно же нет:)

[olee]

Похоже импульсный стабилизатор стоит, типа который мы тут недавно обсуждали. Скорее всего придется выбросить, хотя можете поисследовать, если есть желание.

Камера хорошая, даже завидно , но для данной задачи лучше поискать с самым маленьким пикселом, разрешение не важно. Даже мои 3 мкм на пиксел на пределе, т.к. укладывается примерно всего 5 на ширину и высоту при минимальном пятне. Но в принципе рекомендации, которые дают специалисты - это мин 10 пикселов в пятне, так что можно попробовать.

Добавлено after 9 minutes 47 seconds:
Ножки у всех выпаянных из блюрей ЛД короткие. Плата на 0.5 мм текстолите замечательно становится между ножками, лучше делать на 2-х стороннем именно такой толщины.

Добавлено after 16 minutes 50 seconds:
Не обратил внимание, что вы написали про два вывода с ЛД Поэтому мои рекомендации насчет толщины платы не имеют смысла. Значит у вас какой-то неизвестный зверь, с 2-мя выводами мне не разу не встречался. А корпус ТО18 (5.6 мм)?

В любом случае надо погонять через резистор и снять ВАХ, чтобы понять какой ток на него подавать. Оптическую мощность можно прикинуть исходя из кпд порядка 25-30% и общей потребляемой ЛД мощностью. Не знаю какая у вас конструкция и конечная цель для установки, но я бы выше оптической мощности 200-250 мВт не лез. По прикидкам ее за глаза даже при засветке защитной маски с вертикальным разрешением 720dpi (шаг 35 мкм) на скорости 1000 мм/с. Там больше от размера лазерного пятна зависит, а это определяется объективом и расстоянием от ЛД до платы.

[Pyku_He_oTTyda]

Импульсный стаб, который установлен, точно выброшу. Вернее, пересоберу на этой плате схему защиты диода.
Корпус да, похож... Юбка около 5,6 мм, насколько мог линейку приложить.

Цель простая: неспешно изготавливать ПП для личных нужд.

Вывода ну очень короткие.
То, что фото...Они еле держатся за пайку.
Когда удалял герметик, плата отвалилась, пришлось перепаивать.

Вложения

IMG20230418131933.jpg

(154.32 KiB) Скачиваний: 96

[olee]

Pyku_He_oTTyda писал(а):

Вывода ну очень короткие.

Да уж, китайцы постарались

Если для себя, т.е. за скоростью изготовления не гонитесь, я бы попробовал линзу G-2 как у меня, получится пятно под хорошее разрешение и без проблем с засветкой. А вот с радиатором придется помучиться, ЛД с вашего корпуса выпресовать будет проблематично, придется надстраивать что-то вокруг. Хотя, если не гнаться за не нужной мощность, вполне хватит самой головной части с ЛД вкрученной в аллюминиевый уголок. В установке на большой скорости обдув очень хороший, считайте что вентилятор и ЛД даже в самом плохом случае сплошного полигона не работает со 100% заполнением - разгон и торможение занимает достаточно значительное время.

[Pyku_He_oTTyda]

Если бы еще знать, что такое линза G-2
В оптике я полный ноль, на что надавали ссылок, то и покупал.
https://aliexpress.ru/item/100500253928 ... 1059613727
Этот лазер, который треплю, куплен как quick start, пощупать технологию и разобраться в работе установки.

Если с ним не получится, то ждет своего часа LD отдельно.
Вот такой: https://aliexpress.ru/item/100500413522 ... 8149461822

https://aliexpress.ru/item/400127826094 ... 5581939794
Объектв тоже не сам выбирал, и он уже едет ко мне.

Задача для старта: получить работающую установку, с проводниками/зазорами 0,3 - 0,4 мм

С охдаждением проблем не вижу, можно даже изобразить ребристый держатель, что бы обзувало лучше:)

[olee]

Работающую установку с такими скромными требованиями к проводникам/зазорам можно сделать практически с любым ЛД и объективом. По второй ссылке - это как раз его все рекомендуют, он стоит у многих, у mial он работает вон уже 3 года. У меня тоже такой ЛД, все диаграммы сняты с ним, но у меня конечно такой же обширной статистике по наработке нет.

G-2 объектив, я ссылку давал выше. Это асферическая линза с коротким фокусным расстоянием 4 мм и очень маленким рабочим расстоянием от нее до ЛД, что позволяет собрать в свою апертуру весь расходящийся поток от ЛД. Эта линза закреплена в желтый латунный корпус с внешней резьбой М9х0.5 (это практически стандарт для тех корпусов ЛД, которые мы используем). Объектив, который работает у меня, как и ЛД я покупал на ebay по рекомендации mial, сейчас там уже не купить. По ссылке, которую я давал страницей, двумя ранее я тоже покупал, но пока ее не использовал, по виду тоже самое.

Только имейте в виду, что G-2 при фокусировке утапливается очень далеко в корпус держателя ЛД и в некоторых может не хватить резьбы, в вашем должно быть все хорошо.

[Pyku_He_oTTyda]

Да, по ссылке G-2 объектив нашел, сохранил себе. Спасибо!

К сожалению, диод не пережил пайки к плате защиты:(

Добавлено after 6 hours 1 minute 33 seconds:
olee, пока настраивать нечего, есть время подготовиться:)
Подсмотрел у Вас использование микрометрического винта (не ошибся же?) на стенде. Куплю на барахолке убитый микрометр и сделаю так же.
Для меня непонятно, чем генерили наносекундные импульсы...

[olee]

Pyku_He_oTTyda писал(а):

Да, по ссылке G-2 объектив нашел, сохранил себе. Спасибо!

К сожалению, диод не пережил пайки к плате защиты:(

Добавлено after 6 hours 1 minute 33 seconds:
olee, пока настраивать нечего, есть время подготовиться:)
Подсмотрел у Вас использование микрометрического винта от микрометра (не ошибся же?) на стенде.
Для меня непонятно, чем генерили наносекундные импульсы...

Птичку Диод жалко конечно , так мы и не узнаем что это за двуногое чудо о 2000 мВт. Советую все же не пренебрегать закорачиванием ножек для следующего ЛД и заземлить себя тоже не помешает.

Винт микрометрический, но не от микрометра, а купленный специально на али, если надо, могу ссылку поискать. Камера у меня перемещалась им по рельсе MGN9, диапазон 6 мм. Бывают на 6, 13 и 25 мм с креплением гайкой и под тугую посадку, со скругленным (как у меня) и плоским торцем.

У меня есть генератор импульсов, который позволяет запрограммировать импульсы с амплитудой до 10 В с максимальным током 100 мА. Длительность можно задавать начиная от 10 нс с шагом 1 нс с частотой от 200 МГц до каких-то супернизких частот, уже не помню точно. Это слегка модернизированное китайское чудо FY6600. С него импульсы и подавал через резистор 47 Ом прямо на ЛД. Амплитуду подобрал, чтобы диод начал генерить с небольшим запасом ( у меня пороговый ток около 30 мА, к вам едет точно такой же диод). После этого игрался только длительностью импульсов.

У меня вся обработка захваченных изображений была автоматизирована на Octave (аналог Matlab), так что я сначала подбирал длительность чтобы максимум не вводил насышение камеру, но был близок к этому, а потом делал окончательный захват изображения усредняя по четырем кадрам. И так для каждого измерения с шагом 0.1 мм. Тут еще важно, чтобы вводился поток YUV, чтобы не было артифактов компрессии, частота кадров была стабильна и усиление матрицы было минимальным, чтобы по полю не было шумов.

[Pyku_He_oTTyda]

С камерой получается очень сложно для меня, даже имея камеру...
Генератора точно нет, что то делать самому - это наверное черезчур в данном применении.
Ваш метод на стенде с отражением скорее всего меня устроит.

Да, лазер немного жалко... Но я не смог придумать, как замотать проволокой милиметровые ноги, которые ему оставили китайцы.
Я сейчас допускаю, что он трехногий был, но китайцы ногу с корпуса отпилили... Вроде как там что-то есть остаточное

[maliiv]

Pyku_He_oTTyda писал(а):

Да, лазер немного жалко... Но я не смог придумать, как замотать проволокой милиметровые ноги, которые ему оставили китайцы.
Я сейчас допускаю, что он трехногий был, но китайцы ногу с корпуса отпилили... Вроде как там что-то есть остаточное

Да просто засовываете меж выводов комочек алюминевой фольги, а после пайки ее пинцетом выковыриваете. Для ЛД это обязательно. А вообще конечно лучше еще и с браслетом его паять.

[кт315b]

Pyku_He_oTTyda писал(а):

С камерой получается очень сложно для меня, даже имея камеру...
Генератора точно нет, что то делать самому - это наверное черезчур в данном применении.
Ваш метод на стенде с отражением скорее всего меня устроит.

Да, лазер немного жалко... Но я не смог придумать, как замотать проволокой милиметровые ноги, которые ему оставили китайцы.
Я сейчас допускаю, что он трехногий был, но китайцы ногу с корпуса отпилили... Вроде как там что-то есть остаточное

Раз у вас такая жажда к экспериментам с лазером, то купите с запасом 50мВт https://aliexpress.ru/item/400082022302 ... 8560463428
Отлично работает для засветки дорожек. Маску тоже можно, но за несколько проходов.

[ncbelov]

Я заказывал такой: https://aliexpress.ru/item/100500505112 ... 1458382825
бумагу офисную жжёт на 80% ток ограничил 140ма через lm317 очков защитных нет поэтому много не экспериментировал.

[olee]

Pyku_He_oTTyda писал(а):

С камерой получается очень сложно для меня, даже имея камеру...
Генератора точно нет, что то делать самому - это наверное черезчур в данном применении.
Ваш метод на стенде с отражением скорее всего меня устроит.

На стенде сфокусировать намного проще чем на установке, когда между объективом и платой всего миллиметров 25. Но имейте в виду, что после фокусировки на стенде вам каретку придется переносить на установку так, чтобы расстояния соответствовали стенду с точностью примерно +/-0.1 мм., так что продумайте этот вопрос заранее. У меня каретка фактически аллюминиевый уголок и я в обоих случаях подставлял под нее калиброванный столбик когда крепил или определял "0" на микрометрическом винте.

Нет смысла повторять мои опыты с лазером. Если вы поставите объектив G-2 и ЛД S06J, результат будет скорее всего аналогичный моему, я прверял его в процессе отработки несколькими независимыми методами, все дают близкие результаты. Расстояние у меня от ЛД до печатной платы около 40 мм. Если сделаете его больше, размер пятна будет тоже больше, но имейте в виду, что фокусироваться при этом будет еще сложнее. У меня весь диапазон глубины фокуса проходится поворотом линзы на 1/30 полного оборота, а это перемещение прорези в корпусе объектива куда вставляется отвертка всего на 1 мм! Если сделаете расстояние от ЛД до печатной платы порядка 65 мм, то пятно должно получится где-то 25х25 мкм и глубина фокусировки увеличится до +/-0.75 мм, но его вы будете проходить уже при повороте линзы на 1/45 полного оборота.

Так что продумывайте конструктив с учетом этих соображений. Успехов