Лазерная установка для засветки фоторезиста от AlphaCrow

[olee]

Рассмотрим положение камеры на каретке. Расстояние от сенсора до плоскости платы при данном объективе и заданном увеличение строго определенно (см. выше). Более того, для выбранного объектива существует минимальное растояние от сенсора до платы, меньше кторого изображение не удастся сфокусировать не при каком его положении. Это расстояние для тонкой линзы 4f, для реального обектива - это 2f + расстояние между передним и задним фокусными точками объектива. При этом расстоянии увеличение будет как раз 1.

Из этого следует, что если вы выбрали объектив и жестко закрепили камеру так, что расстояние от сенсора до платы больше минимального, то вы можете получить только 2 увеличения, причем одно будет обртной величиной второго, например 0.5 и 2.0. Из этого следует, чтобы получить увеличение 1 или очень близкое тому, надо фокусировать изображение двигая саму камеру в жесткой связке собъективом, так как небольшое отклонения от нужного расстояния до платы в меньшую сторону не даст возможности вообще сфокусировать изображение. И соответственно нельзя выбирать положение камеры совсем призвольно.

В прикрепленном изображении моя каретка, где видно как реализовалось все описанное



Добавлено after 1 minute 56 seconds:
[uquote="smacorp",url="/forum/viewtopic.php?p=4399735#p4399735"][uquote="olee",url="/forum/viewtopic.php?p=4399694#p4399694"]значит обектив нельзя отодвинуть на любое расстояние. Например, одно кольцо позволяет отодвинуть объектив на 2 - 7 мм, 2 кольца - 9 - 14 мм, т.е. отодвинуть объектив в диапазоне 7-9 мм не удастся[/uquote]
Всё удастся. В случае, например, камеры С-090 это решается подобными проставками M2.[/uquote]
Я имел ввиду используя только рекомендованные кольца. А так конечно можно реализовать любое положение. 3d принтеры никто не отменял

Добавлено after 4 minutes 47 seconds:
Извиняюсь, плохо разместил картинку, новичок на форуме


Добавлено after 24 minutes 47 seconds:
Еще одно соображение касается работы программы с камерой. Очень не хватает увеличения картинку с камеры на весь экран. Я когда юстировал установку для просмотра пользовался сторонней программой, которая умеет это делать.

Сравните изображения с программы SDimok


с тем же увеличиным изображением (правда при естественном освещении), чтобы понять разницу надо смотреть загруженные изображения


Кстати, чье-то предположение на форуме, что миллиметровка хорошо выдерживает перпендикулярность между вертикальными и горизонтальными линиями и может быть использована для юстировки установки, оказалось очень полезным. Я проверил с доступной мне точность и оказалось, что это так, по крайней мере в пределе <0.1 мм на 350 мм длины.

[maliiv]

Хрена вы бодягу завели про тему, которая выеденного яйца не стоит. Целую диссертацию написали. Я так понял, главное побольше формул и заумных терминов, что бы никто ничего не понял...А я и не знал, что все так сложно На коленке прикинул фокусное расстояние объектива, на обум напечатал проставку, даже не заморачиваясь с Китаем...и все работает, и кстати моя проставка работает не у одного меня. Блин, а оказывается она не правильно работает И вообще не должна работать, поскольку не высчитана по формулам Уважаемый, и я кстати, "на коленке" попал под планируемое расстояние от стола до лазера (60 мм), в +- 5 мм.

[olee]

[uquote="maliiv",url="/forum/viewtopic.php?p=4400122#p4400122"]Хрена вы бодягу завели про тему, которая выеденного яйца не стоит. Целую диссертацию написали.[/uquote]
Гадание наше все
Тем неменее на форуме с завидной периодичность появляются сообщения "Не могу сфокусировать камеру" и им обычно дают ссылку на камеру и те самые удлинительные кольца с Али. Но это не вся история.

Вот на моем примере. У меня штатное крепление на камере 6 мм, обектив f = 16 мм, его длина 13.7 мм, до заднего фокуса от торца объектива 10 мм. Я накрутил 3 кольца по 7 мм, таким образом я могу перемещать объектив в пределах 22 - 27 мм. По ненавистным вам формулам вычитаем оттуда задний фокус и получаем что я могу получить увеличение 1 - 0.75. При этом сенсор должен распологаться в пределах 63.7 - 65 мм, ни при каком другом расстоянии изображение сфокусировать не удастся (диапазон 1.3 мм!). Скручиваем одно кольцо, теперь обектив может находится в пределах 15 - 20 мм, увеличение будет 0.625 - 0.3125, сенсор должен распологаться на расстоянии 67.3 - 87.9 мм. Значит, если вы в конструкции закрепили жестко сенсор камеры на расстоянии 65 - 67 мм от платы, то с данными кольцами и объективом добиться резкого изображения не удастся.

Кроме того, попытка использовать штатные объективы, которые идут с камерами, а это как правило f = 3 - 6 мм, ни к чему хорошему не приведет, так как расстояние от объектива до платы при нормальном увеличении будет очень маленьким, либо придется делать маленькое увеличение и позиционироваться будет трудно.

По вашим постам на форуме я понял, что вы суровый практик, так что вся эта информация не для вас. Но я надеюсь, есть люди, которые придерживаются других принципов проектирования, я делился своим опытом с ними.

А вам успехов, любой метод имеет право на жизнь

[Pyku_He_oTTyda]

olee,

это как правило f = 3 - 6 мм, ни к чему хорошему не приведет, так как расстояние от объектива до платы при нормальном увеличении будет очень маленьким

Очень маленьким - это сколько в мм? Платы, практически де факто, 1.5 мм. Пусть разброс толщины будет от 0.5 до 2 мм.
Хватит такой глубины резкости?

[maliiv]

olee
Я согласен с вами, все имеет право на жизнь Только вот я не "суровый практик", да, я практик, но очень люблю, когда практику подпирает теория. Но вот в оптике не силен, врать не буду. Я просто хотел сказать, что не всегда вот такая ваша, по вашим выражениям "суровая теория нужна". Бывает проще подобрать длину этой проставки, чем ее высчитывать, а это искать формулы, потому как херово, когда не знаешь, да еще и забудешь... В моем случае, имея 3Д принтер, я просто нарисовал несколько штук разной длины, а приблизительное расстояние до этого я прикидывал на штативе, и поставил какая лучше подошла. И не надо не нужными тебе формулами мозг забивать.

[smacorp]

Pyku_He_oTTyda, при маленьком расстоянии от камеры до стола неудобно класть заготовку - стол приходится уводить, класть заготовку, потом возвращать её под камеру. А если "втискивать в щель", немаленькая вероятность поцарапать резист или маску. Так что, 50-60-70 мм. действительно наиболее оптимальное расстояние.

[olee]

[uquote="Pyku_He_oTTyda",url="/forum/viewtopic.php?p=4400316#p4400316"]Очень маленьким - это сколько в мм? Платы, практически де факто, 1.5 мм. Пусть разброс толщины будет от 0.5 до 2 мм.
Хватит такой глубины резкости?[/uquote]

Порядка 3 - 8 мм для f = 3 мм и 6 - 14 мм для для f = 6 мм. Представляете как удобно будет крутить линзу для настройки резкости. А еще где-то совсем недалеко надо будет расположить плату камеры, ее размеры, как правило, 32х32 мм

Добавлено after 23 minutes 57 seconds:
Глубина резкости для нашего применения не очень большая в любом случае. У меня при f = 16 мм и M = 0.87 порядка 0.1 - 0.2 мм, смотря что считать резким
Для менюшего увеличения и для объективов с меньшим фокусным расстоянием ситуация будет получше, но там другие проблемы (см выше). Вообщем, как всегда компромисс

Добавлено after 5 minutes 3 seconds:
Извиняюсь, сглупил, от фокусного рвсстояния объектива не зависит, только от увеличения и диафрагмы

[Pyku_He_oTTyda]

Приехал сегодня такой лазер:
https://aliexpress.ru/item/100500253928 ... 1059613727
Запитал от USB на скорую руку.
Не знаю, как вы проводите манипуляции с ним без очков...я даже от отражения от стола схватил зайчика. Выключил и без очков больше никаких манипуляций делать с ним не хочу.
Страшно... Одно дело солнечный свет, глаза отдохнут и восстановятся. с УФ - неизвестно.

[maliiv]

[uquote="Pyku_He_oTTyda",url="/forum/viewtopic.php?p=4402432#p4402432"]Приехал сегодня такой лазер:
https://aliexpress.ru/item/100500253928 ... 1059613727
Запитал от USB на скорую руку.
Не знаю, как вы проводите манипуляции с ним без очков...я даже от отражения от стола схватил зайчика. Выключил и без очков больше никаких манипуляций делать с ним не хочу.
Страшно... Одно дело солнечный свет, глаза отдохнут и восстановятся. с УФ - неизвестно.[/uquote]
А зачем с ним какие то манипуляции делать ??? Вот у меня даже мысли такой не возникало включать лазер не на установке. Первое включение я делал на лазере установленном уже в каретке. И светил он в черный стол установки. И никаких зайчиков соответственно не было, и никто их не ловил. Вы поймите, это очень опасная вещь. Он вам сетчатку глаза прожгет, и вы на всю жизнь зрение частично потеряете. Вы головой то думайте хоть иногда, что делаете. Этот лазер спичку зажигает, бумагу прожигает и режет. А вы им играетесь...Это ни хрена не игрушка.

[olee]

[uquote="Pyku_He_oTTyda",url="/forum/viewtopic.php?p=4402432#p4402432"]Приехал сегодня такой лазер:
https://aliexpress.ru/item/100500253928 ... 1059613727
Запитал от USB на скорую руку.[/uquote]
А вы посмотрели, есть ли там внутри корпуса драйвер? Может там просто защита от статики или вообще голый лазерный диод, тогда подключать напрямую к 5 В USB не безопасно, можно лазер превратить в светодиод или вобще сжечь. Для ЛД надо ограничивать ток, а напряжение какое получится. Поэтому посмотрите, что внутри корпуса, и если нет драйвера ( а его скорее всего придется выбросить, чтобы использовать в установке), подайте на ЛД напряжение порядка 7-8 В через резистор 100 Ом и посмотрите будет ли он излучать, если нет сопротивление надо уменьшать, лучше подключить переменный резистор последовательно с постоянным 30 Ом или около. Уменьшая сопротивления потенциометра добиться начала генерации ЛД, мошность при этом будет небольшая порядка 5 мВт, при ней вполне можно работать и без очков, если не направлять лазер прямо в глаза и избегать отраженного сигнала от зеркал, металла и т.п. Фокусировать по любому лучше при маленькой мощности.

И в 2000 мВт заявленной мощности верится с трудом, особенно в таком корпусе, да она и не нужна для наших задач и даже вредна.

[Pyku_He_oTTyda]

Для проверки работоспособности включал.
Яркий, да. Пятно не сфокусировано. Увидел что яркий и выключил. Ни зеркала, ни металла не было на столе.

Нет, не разбирал.
У китайца на сайте написано что 5В питается.
Понятно, что в 2000 верится с трудом, да и корпус столько не рассеит.
Тут сколько есть, далее понятно будет, работает или нет.

[olee]

[uquote="Pyku_He_oTTyda",url="/forum/viewtopic.php?p=4402464#p4402464"]Для проверки работоспособности включал.
Нет, не разбирал.
У китайца на сайте написано что 5В питается.[/uquote]
Я бы все-таки раскрутил корпус аккуратно и посмотрел куда подключены провода. Если напрямую к ЛД, то надо на форуме поискать защитную плату (фактически это резистор 0603 1 кОм параллельно ЛД для защиты от статики, и параллельно им же диод Шоттки в обратной полярности для защиты от переполюсовки), спаять ее и встроить в корпус. Перед пайкой ножки ЛД желательно скрутить проволочкой, чтобы не убить статикой. Без этого всегда есть риск сжечь ЛД во время манипуляций.

На счет китайца и 5 В - это он просто привел рабочее напряжение ЛД из даташита, но ориентироваться надо не на него, а на рабочий ток. Для нужных нам мощностей это где-то 150-250 мА, но зависит от ЛД, а у вас непонятно какой, во всяком случае я даташитов на ЛД 405 нм мощностью 1000-2000 мВт не встречал.
Поэтому лучше определить пороговый ток, как я писал выше и, если он порядка 30 мА, то скорее всего это ЛД типа S06J, который тут все рекомендуют( это какая-то NICHIA мощностью порядка 500-700 мВт в импульсе) и ток вам будет нужен в указанных пределах.

[Pyku_He_oTTyda]

olee, я по возможности завтра раскручу, посмотрю, что и как.
Про плату защиты в курсе, если внутри данного диода все ок, то сделаю сразу же со всеми предосторожнастями.
Приедут очки, испытаю при разном токе.
Ещё и линза едет:
https://sl.aliexpress.ru/p?key=ka4nw6f
Про фокусировку родной ничего не могу сказать, но болтается она как... в проруби, хоть и подперта пружиной.
Практически со 100% долей вероятности необходимо будет делать новый корпус или убирать люфт чем то.

[olee]

[uquote="Pyku_He_oTTyda",url="/forum/viewtopic.php?p=4402500#p4402500"]Ещё и линза едет:
https://sl.aliexpress.ru/p?key=ka4nw6f
Про фокусировку родной ничего не могу сказать, но болтается она как... в проруби, хоть и подперта пружиной.
Практически со 100% долей вероятности необходимо будет делать новый корпус или убирать люфт чем то.[/uquote]

Пружинка не лучший вариант для фиксации линзы. Надо на резьбу намотать фум-ленты, тогда она будет жестко держаться. В окончательном варианте лучше дополнительно зафиксировать ее на клей.

Относительно линзы. У меня ЛД от платы отстоит на 40 мм, я использую короткофокусную линзу G-2, типа такой https://aliexpress.ru/item/32621541471. ... 9993436441. При этом размера пятна в фокусе (измеренный) получается 16х14 мкм, глубина фокуса порядка +/-0.5 мм. Т.е. для засветки маски шаг по оси Y надо делать не более 20 мкм.

3-х элементная линза, которую тут все рекомендуют, имеет фокусное расстояние 8-10 мм и с ней пятно при том же расстоянии должно быть еще меньше, правда там ситуация усложняется тем, что она расположена дальше от ЛД и часть его излучения выходит за приделы апертуры объектива и вызывает паразитные отражения и засветку. Кроме того у нее большие потери, заявлено что она пропускает порядка 80%. Поэтому мне кажется, что тогда лучше применять акриловую линзу, особенно если у нее сзади сделана диафрагма, потери должны быть меньше (порядка 92% пропускания теоретически) и меньше паразитные отражения, mial где-то писал, что у него лучший результат был как раз с таким объективом, но дальше никто мысль не развил.

У меня есть все эти линзы, но подробно я исследовал только свою, так что мои соображения - это просто теория.

[Pyku_He_oTTyda]

Пружина хороший вариант, если сделано аккуратно.
Люфт в резьбе должен быть минимальным, у пружины должны быть шлифованные торцы, и пружин лучше три.
Я на работе, буквально пару недель назад, разработал и изготовил несколько образцов.
Там правда оптика широкоугольная и камера, но отлично держит острую фокусировку в условиях вибрации.

Но я ни разу ни оптика, поэтому советам буду очень рад по оптике.
Про фокусировку, буквально на последних страницах, достаточно подробно изложено. Думаю, все понятно... Но это пока не взялся делать сам:)

[кт315b]

[uquote="Pyku_He_oTTyda",url="/forum/viewtopic.php?p=4402551#p4402551"]Пружина хороший вариант, если сделано аккуратно.
Люфт в резьбе должен быть минимальным, у пружины должны быть шлифованные торцы, и пружин лучше три.[/uquote]
Повторюсь ещё раз, оставляете пружину , а в резьбу вставляете резинки кусочек. Проверено не раз, никакая вибрация не страшна.

[mial]

У меня контровочное кольцо из дюраля, несколько лет не трогаю. Тут давече решил проверить лазер на предмет деградации. Не, бумагу офисную прожигает на раз. А лазеру уже 3 года наверно. И экспонирую почти каждый день

[olee]

И резинка и контровочная гайка хорошие варианты, но с контровочной гайкой я бы все-таки намотал фум-ленту, чтобы при фокусировке линза плотнее сидела - резьбы то китайские.

mial если не секрет, а какой сейчас используете объектив и ЛД на каком расстоянии от платы?

[mial]

Объектив с пластиковой линзой и диафрагмой. Как правильно заметили, меньше всего паразитная засветка. Расстояние около 58 мм.

[olee]

[uquote="mial",url="/forum/viewtopic.php?p=4402596#p4402596"]Объектив с пластиковой линзой и диафрагмой. Как правильно заметили, меньше всего паразитная засветка. Расстояние около 58 мм.[/uquote]
Спасибо за информацию, если я все правильно прикинул, у вас размер пятна должен быть примерно как у меня, т.е. в районе 16 мкм. Будет время и желание я может быть сниму профиль луча и для вашего варианта.