Помогите в выборе линзы для фокусировки в точку света от мощного ЛЕДа.

[ТРАМПАМПУША]

Всем привет.
Сгорел второй лазер и честно говоря не хочется опять выбрасывать сотню баксов на очередной с Али.
Хочу сделать альтернативу лазеру на мощном светодиоде, тем более, что цена их вполне адекватная - несколько баксов, поэтому готов вложиться даже чисто ради эксперимента с неважно каким результатом.

Смотрю в сторону мощных ЛЕД-ов на 50 и 100 Вт.
Типа таких.



При их КПД пусть даже 25%, а реально он выше, я в итоге на выходе получу 12,5 и 25 Вт соответственно.
Такие светодиоды стоят несколько баксов, тогда как лазеры на такую мощность за 200 баксов.
Осталось дело за малым - подобрать правильную оптику, чтобы излучаемые ими фотоны сфокусировать в точку, в чём я не разбираюсь и поэтому пришёл к Вам за помощью.
К оптике есть только 2 требования.
1, это должно быть стекло, т.к. возможен нагрев и пластика может деформироваться.
2, фокусное расстояние должно быть не менее 100 мм.

Как думаете, задумка имеет право на Жизнь?

Пошерстил Али и нашёл несколько вариантов соответствующих условиям.

https:///ссылка запрещена правилами форума//item/2pcs-50mm-Diameter-Double-Convex-Lens-Optics-Glass-Lens-with-Focal-Length-140mm-for-Physical-Optics/32800979353.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.402d2e0e3E5H0h

https:///ссылка запрещена правилами форума//item/90-K9-240/32890612632.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.402d2e0e3E5H0h

https:///ссылка запрещена правилами форума//item/2pcs-40mm-Diameter-Optical-Glass-Focal-Length-Optics-Double-Convex-Lens-Focus-100mm-for-Physical-Optics/32766183414.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.402d2e0e3E5H0h

https:///ссылка запрещена правилами форума//item/1pc-100mm-Diameter-Optical-Glass-Focal-Length-150mm-Double-Convex-Glass-Lens-for-DIY-Projector/32798798499.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.402d2e0e3E5H0h

Что из выше перечисленного мне подойдёт?

И последнее.
Какая разница в плане фокусировки между линзами выпуклыми с обеих сторон и выпуклой с одной стороны, и какая лучше подойдёт для моего случая?

Спасибо.

[kryptonik]

В книге «Гиперболоид инженера Гарина» схема приводится. Но не научная.
Ничего в принципе получиться не может, не теряйте время. Копите деньги на лазер.

[serega2007]

    Ничего не получится . В пучок можно собрать лишь очень малую часть излучения .

[Alpha Sco]

Сгорел второй лазер и честно говоря не хочется опять выбрасывать сотню баксов на очередной с Али.

Правильно написал kryptonik - копите деньги и озаботьтесь правильным питанием лазера, у них очень короткий рабочий участок - меньше тока - не работает, больше тока - сгорел. Не переносят наносекундных превышений тока - так что фильтрация и ещё раз фильтрация питания. Поэтому и питают от батареек.
А светодиоды аналогичной мощности можно использовать для предварительной настройки источника питания. А вообще - не простая эта задача даже для спеца....

[Грехов Михаил]

Сгорел второй лазер и честно говоря не хочется опять выбрасывать сотню баксов на очередной с Али.
Хочу сделать альтернативу лазеру на мощном светодиоде, тем более, что цена их вполне адекватная

Ничего не выйдет. Лазер светит строго параллельным пучком когерентного света (с дифракционной расходимостью естественно) То есть очень узким углом. Светодиод светит по некой площади и поэтому какую линзу не возьми (фокус, диаметр -не важно) - расходимость пучка будет во много раз выше и получится в лучшем случае прожектор. Но такого излучения как лазер никогда не будет. Будет значительная "плюха" на некоем экране от такого прожектора.

Сгорел второй лазер и честно говоря не хочется опять выбрасывать сотню баксов на очередной с Али.

Вообще странно. Поскольку сотня баксов - это 6,5 тыс рублей. За такие деньги можно взять не только весьма мощный лазер.... порядка 2-5 Вт, но и весьма качественный по начинке/драйверов и питанию. Вряд ли такой сгорит.  А так -красная цена там около 40-50 баксов максимум.

[Philipp]

Отдам за 50р за штуку. Линза очковая +9,0 диоптрий диаметр 65мм. Стекло.
Все равно лежит годами, неликвид. Могу обточить под любой размер в оправу фонаря.

[VMatveev]

    Ничего не получится . В пучок можно собрать лишь очень малую часть излучения .

Есть такая хитрая штуковина — фокон, и как частный случай — линза-фокон. Неужто и с фоконом ничего не получится?

Волоконные фоконы:

[INPan]

Что из этой идеи ничего не получится это понятно, но понятно всем кроме топикстартера. А потому нужно объяснить так, чтобы и ему тоже было понятно.
Нужно внимательно посмотреть на схему, которую предложил Михаил Грехов. Дело в том, что любая линза это объектив, который в рассматриваемом применении будет строить изображение светящегося квадратного светодиода на определённом расстоянии от объектива или в бесконечности (если светодиод будет находиться от линзы на расстоянии равном её фокусному расстоянию). То есть с помощью любой линзы  можно сфокусировать свет от светодиода например на стену, но не в точку, потому что сам светодиод не является точечным источником света, а имеет определённые размеры. Изображение светодиода на стене будет больше самого светодиода во столько же раз, во сколько расстояние от линзы до стены больше расстояния от линзы до светодиода.
При этом свет от светодиода, который не попадёт на линзу никак не фокусируется, а просто рассеивается или поглощается корпусом осветителя. Дополнительные отражатели типа фокона просто помогают этому свету не пропасть, они направляют этот свет в сторону цели.

[INPan]

    Ничего не получится . В пучок можно собрать лишь очень малую часть излучения .

Есть такая хитрая штуковина — фокон, и как частный случай — линза-фокон. Неужто и с фоконом ничего не получится?

Да, и с фоконом тоже ничего не получится и всё по той же причине - светодиод не является точечным источником света. А потому никакими оптическими средствами собрать его свет в точку или в луч невозможно.

[Vladstar]

  Аналогия лазера из неточечного ЛЕД-светодиода. Всегда смеюсь, когда по ТВ говорят об идее космического "оружия" типа солнечного меча, когда большое параболическое зеркало на орбите Земли фокусирует солнечные лучи на поверхности Земли и выжигает города. Ведь надо же учесть, что Солнце не точечный источник и диаметр сфокусированного пятна (в сущности изображения Солнца) будет в несколько километров. Если зеркало будет такого же размера, что и пятно, то засветив ночную сторону, в пятне освещённость будет, как днём и всего то. Это надо будет выводить на орбиту зеркало хотя бы в два раза раз бОльшее этого диаметра пятна, чтобы на поверхности Земли в "пятне" началось пекло.

[библиограф]

светодиод не является точечным источником света. А потому никакими оптическими средствами собрать его свет в точку или в луч невозможно.

Если допустить некоторое расхождение луча, то возможно!
http://www.azimp.ru/catalogue/LED+light+sources/641/
А вообще, читайте книжку Г.Г. Слюсарева "О возможном и невозможном в оптике", там есть целая
глава - О невозможности сжигателей на расстоянии
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/S/SLYUSAREV_Georgiy_Georgievich/_Slyusarev_G.G..html
Книга 1960 года, до изобретения лазера ещё  год, речь идет о концентраторах на принципах
геометрической оптики.

[huch]

а почему все говорят про пучок? ТС спрашивал про точку (пятно небольшого размера). если, например, требуется гравер, а не резак, то точки вполне будет достаточно. да и резак, если для тонких материалов и с подстройкой фокусировки, наверное, можно сделать. 

[библиограф]

 Большие потери!
В упомянутом каталоге сказано
- высокая выходная оптическая мощность светодиода (до 50 Вт);
- до 3.3 Вт выходная оптическая мощность сколлимированного пучка света;

[kryptonik]

Все относительно, но, скажем, посветить на Луну сетодиодом не получится, тут лазер нужен плюс телескоп.

[serega2007]

    Можно отойти от физики и геометрии , и прямо обратиться к философии - халява не пройдет .

[Johnnie]

У этих светодиодов, кроме размера, еще и отвратительная светоотдача. Я бы Вам советовал обратить внимание на Cree серий CXB и XHP. По эффективности они превосходят представленный на картинке светодиод в 2-4 раза (в зависимости от подвала, в котором это китайское чудо паялось). Т.е. эту бандуру, которая еще и адски греется можно смело менять на фирменный светодиод мощностью около 25 ватт без потери количества света. И с огромным выигрышем в простоте фокусировки и системы охлаждения. И стоят эти фирменные диоды не дороже.
Кстати, хорошие дальнобойные фонарики дают видимый ночью невооруженным глазом луч с помощью всего лишь 10-ваттного диода.

[ТРАМПАМПУША]

Спасибо откликнувшимся но мою тему.

Вы наверное видели на объектах такие ИК барьеры.



Некоторый период в моей Жизни мне приходилось их устанавливать.
Самые дальнобойные что мне встречались, были на 250 метров, но в инете можно найти и на 750 метров
Внутри этих барьеров стоят светодиоды и луч идёт пучком.
При настройке барьера мы часто пользовались камерой мобильного телефона. На ней виден ИК луч.
На расстоянии примерно 30 метров, диаметр луча [видно на белой стене] около 5 см.
Линза там очень выпуклая, как половинка тенисного шарика.
До того, как я столкнулся с этими барьерами, таких линз я не встречал.

То, что там стоит светодиод, можно убедиться посмотрев описание например двух моделей, где чётко написано, что источник излучения - светодиод.

https://www.eris.com.ua/catalog/108/1115-SBM-100S-Selco-IK-barer-dlya-sistem-okhrannoy-signalizatsii.html?item=1115&action=favor&favor=yes

https://www.ccd.dn.ua/aktivnyj-inphrakrasnyj-barer-abt-60.html

Дополню.
Михаил привёл рисунок прохождения света через линзу.
Не спорю, что это так.
Но у него линза находится на некотором расстоянии от источника излучения, а в барьерах они стоят вплотную.
Т.е. ситуация немного иная.
Я ведь потому и написал одно из условий, что линза должна быть стеклянной, а не пластиковой, т.к. может нагреться и деформироваться, т.е. сразу подразумевал то, что она будет плотно прилегать к светодиоду.

[kryptonik]

Нет, ну в качестве барьеров лучше сразу лазеры ватт на пятьсот ставить. Линзы, пучки…

[Johnnie]

Внутри этих барьеров стоят светодиоды и луч идёт пучком.

Ну так в этих барьерах стоит однокристальный светодиод мощностью 2-3 ватта, а не та порнография, что в заглавном посте.. А под однокристальные (читай - точечные источники света) - миллион вариантов вторичной оптики на том же алиэксперссе. В том числе такие же коллиматоры, собирающие свет в очень узкий пучок.
И, кстати, какому лазеру ищется альтернатива? Если "указке" - то можно и со светодиодами повозиться попробовать. Если что-то им резать - то без шансов.

[gar298]

надо фокусировать не линзой  в отражателем вогнутым и при  длиннофокусном варианте  могеть что и получиться типа светить на луну