www.mikrocontroller.net

Forum: Markt Photodiode für Laserleistungsmesser, woher?


Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kennt jemand eine Bezugsquelle für solche großflächigen Photodioden die 
in Laser Leistungsmessern stecken? Oder hat jemand evtl sogar eine 
rumfliegen die er mir veräußern möchte?

Es geht jetzt nicht um Irre Leistungen, aber so 300-500mW sollte sie 
schon abkönnen.

Autor: Thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hamamatsu? Für große Leistungen gibts Filter.

Thomas

Autor: Thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Achso, entscheident für die Zerstörung der Diode ist die Intensität, 
nicht die Leistung.

THomas

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das mit der Intensität ist klar, ich meinte jetzt 300-500mW bei voller 
ausleuchtung der Diode.

Autor: Thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bedenke, dass die Intensität abhängig vom Strahlprofil in der Mitte 
höher ist. Das größte, was es bei Reichelt gibt: BPX 61 mit 7 mm² 
Fläche. Ist aber wohl eher für Lichtschranken, keine Angaben zur max. 
Intensität.

Thomas

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hamamatsu hat ja ganz nette Dioden ;)

Aber auch teilweise nett teuer ;) 1k€ sprengt dann doch meinen 
Preisrahmen.

Aber zum glück gibts da auch günstigere Exemplare. Leider kann ich dort 
auch keine maximalen Werte finden.

Angaben über A/W gibts ja aber weder nen Maximalstrom noch eine 
Maximalintensität ist zu finden :(

Hat schon mal jemand bei denen was bestellt? Geht das als Privatpersion?

Autor: rayelec (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau mal bei roithner (www.roithner-laser.com)
Das Problem ist allerdings nicht die Fotodiode, sondern, wie man das 
Ding kalibriert und den Temperaturgang kompensiert! Profis verwenden 
eine sog. Ulbricht-Kugel zur Leistungsmessung. Bei grossen 
Leistungsdichten kann es z.B. auch sein, dass du die Diode lokal 
sättigst und das Resultat deshalb verzerrt ist. In diesem Fall müsstest 
du noch einen Filter davorhängen...

Bei meinem ex-Arbeitgeber (grosse Sensorfirma, welche >20000 Laserdioden 
im Jahr verbaut) haben wir im Labor für internen Gebrauch einige 
einfache Leistungsmesser auf Basis einer BPW34 gebastelt. Allerdins 
wurden diese Selbstbaugeräte dann mit Hilfe des Profigeräts abgeglichen. 
Dieser Punkt dürfte der schwierigste für dich sein, denn so genau sind 
die Datenblätter der Fotodioden normalerweise nicht, dass man nicht mehr 
kalibrieren muss!

Gruss
rayelec

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine Ulbricht-Kugel wäre natürlich Ideal, aber für mich etwas Overkill 
;)

Man könnte nn entweder die Photodiode per Peltier element auf eine 
Konstante temperatur Kühlen, oder eben die Temperatur messen und so den 
Fehler rausrechnen.

Aber das Problem wird wie du schon gesagt hast sein, dass ich keinen 
Standardstrahler zur verfügung habe um das ding zu Kalibrieren.

Wenn das mit der BPW 34 zumindest halbwegs klappt landet die erst mal im 
nächsten Reichelt Warenkorb. Der Preis ist ja unschlagbar :P

Was man auch noch kalibrieren müsste wär die unterschiedliche 
Empfindlichkeit bei unterschiedlichen Wellenlängen. Die zu vermessende 
Wellenlänge kenne ich zum glück ja, aber diese müsste ich dann trotzdem 
rausrechnen, und mit der Genauigkeit der Datenblattdiagramme kommt da 
vermutlich nichts alzudolles bei raus :/

Autor: rayelec (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das einzige, was wir damals umschaltbar gemacht haben, waren 
verschiedene Wellenlängen (670nm, 650nm und 635nm). Bei der BPW34 haben 
wir keine Temperaturkompensation gemacht, weil sowieso immer bei 
Zimmertemperatur und bei Leistungen <10mW gemessen wurde. Die Fläche der 
BPW34 ist natürlich nicht sehr gross. Für uns hat's gereicht, weil 
entweder der Laser auf unendlich fokussiert oder der Abstand zur LD sehr 
klein war.

Die professionellen Laser-Powermeter funktionieren übrigens genau 
gleich, nur wurde dort viel Aufwand zur Ausmessung, Linearisierung und 
Kompensation des Messelements betrieben. Am Ende wird aber doch nur der 
Strom durch die Photodiode gemessen. Eines unserer Powermeter hatte 
sogar einen Stromeingang, wo man 0..20mA mit hoher Auflösung messen 
konnte. Gedacht war der Eingang, um externe Messköpfe anzuschliessen...

Viellleicht kannst du ja mit deinem Prototypen mal bei einer Firma in 
deiner Nähe vorbei, wo sowas vorhanden ist. Bei uns wurden Studenten 
oder engagierte Privatleute jedenfalls nie abgewiesen.

Gruss
rayelec

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja ich werd zwar erst noch ein Jahr lang Zivi bzw. FSJler sein, bevor 
ich anfange zu Studieren, aber ich werd mal hier an der Uni nachfragen, 
irgendwo müssen die so ein gerät auch rumliegen haben ;)

Mein "Problem" ist auch, dass ich Laser von ~400nm bis 780nm vermessen 
will, also werd ich auch bestimmte Punkte kalibrieren müssen. Vermutlich 
reichen auch ein paar Stützpunkte und eine lineare Interpolation.

vielleicht sind meine 300-500mW auch zu hoch gegriffen. Mit 100mW wär 
ich sicher auch zufrieden ;)

Es bleibt ja immer noch die möglichkeit den Laser gepulst zu betreiben 
und dann die Spitzenwerte auszuwerten. So bleibt die Intensität über 
einen längeren Zeitraum geringer.

Bei Reichelt gibts noch die BPX61 Diode, das Datenblatt liest sich 
genauso, bis auf das sie 250mW an Leistung mitmacht und in nem 
Metallgehäuse samt Linse sitzt. Vielleicht wär das was zu Probieren, ist 
leider auch n stück Teurer, aber das sollte kein Problem darstellen ;)

Wo sonst im Haushalt oder der näheren Umgebung könnte man 
Monochromatische Strahler mit definierter Leistung finden? Darüber werd 
ich mir erst mal den Kopf zerbrechen müssen ;)

Autor: Thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die kleinen Osram Dinger sind für den Zwweck nicht gemacht. Die BPW 34 
ist zu klein, das kannst du nur stark fokussierte Strahlen messen und 
genau dann kommst du in die Sättigung. Die BPX61 ist ja (auch lt. 
Datenblatt) für Lichtschranken etc (daher die Linse) und nicht zur 
Leistungsmessung. Was willst du denn genau machen und wie genau soll es 
sein? Du kannst sicher in die Uni gehen und einen Laserpointer messen, 
dann hast du schon mal eine "Referenz". Oder du nimmst eine Kamera. 
Leistungsmessung ist dann zwar wirklich nur Pi*Daumen und mit Filtern 
möglich, aber du bekommst das Strahlprofil geschenkt.

Thomas

Autor: Thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei linear.com gibt es übrigens ein paar ICs und Appnotes zur Messung 
Photodioden mit großer oder kleiner Fläche. Findest du sicher mit 
"photo" oder "photodiode opamp" über die Suchfunktion. Von Burr Brown 
gibt es einen Op-amp mit integrierter Fotodiode (leider nicht mehr bei 
Reichelt): OPT101, aber die Fläche ist natürlich recht klein (DIL 
Gehäuse) aber dafür mit Ausgangsspannung proportional zur Intensität.

Thomas

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Es bleibt ja immer noch die möglichkeit den Laser gepulst zu betreiben
>und dann die Spitzenwerte auszuwerten. So bleibt die Intensität über
>einen längeren Zeitraum geringer.

Ich kann den Sinn obiger Aussage nicht erkennen.

Nach Photodioden mit Abmessungen 10mm mal 10mm oder größer hatte ich vor 
einigen Jahren auch mal gesucht, und nur welche zu Preisen von deutlich 
über 100 Euro gefunden.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>aber dafür mit Ausgangsspannung proportional zur Intensität.

Aber nur bei fester Wellenlänge!

Für ein Leistungsmessgerät muss man schon eine wellenlängenabhängige 
Justierung/Kallibrierung machen.

Und bei Leistugen oberhalb einigen 10 mW verwendet man üblicher Weise 
einen Abschwächer/Graufilter, siehe etwa Filedmaster von 
www.coherent.com.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fieldmaster ist der Name dieser Leistungsmessgeräte.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Thomas

Ja das mit der Lichtschranke steht bei all den Photodioden dabei ... 
aber sollte die Linse der BPX61 nicht gerade eine aufweitung der 
Strahlen bewirken, damit die gesammte Diodenoberfläche von einem 
einfallenden Strahl ausgeleuchtet wird. Leider kann ich aus den 
Richtungscharakterisikgraphiken (tolles Wort ;) ) nicht viel ablesen. Ne 
Kamera wär ne Möglichkeit, aber irgendwie kommt mir das doch irgendwie 
von hinten durch die Brust ins Auge vor. Die Genauigkeit würde ich mit 
10% angeben, falls möglich.

Dabei kann man ja immer noch eine Bereichsumschaltung machen um z.b. im 
10mW oder 100mW bereich zu messen.

Bei linear.com werd ich mal vorbeigucken und gucken ob ich was finden, 
die frage ist natürlich immer noch erst mal die Beschaffbarkeit ;)

@ Stefan Salewski:

>>Es bleibt ja immer noch die möglichkeit den Laser gepulst zu betreiben
>>und dann die Spitzenwerte auszuwerten. So bleibt die Intensität über
>>einen längeren Zeitraum geringer.

>Ich kann den Sinn obiger Aussage nicht erkennen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Intensit%C3%A4t_%28Physik%29

Intensität ist Energie pro Zeit pro Fläche, also wenn ich nur einen 
bestimmten Duty Cycle verwende ist sie über einen längeren Zeitraum 
geringer, so kann ich eine Überhitzung vermeiden, aber ich denke das ist 
auch garkein Problem, viel eher ists wohl die Sättigung der Diode. 
Leider finde ich in den Datenblättern dazu keine Angaben :(

http://sales.hamamatsu.com/en/products/solid-state...

Diese ist für 46€ zu haben (laut der Page, wenn man sich angemeldet hat)

Aber auch dort kann ich keine Angaben zur maximalen Intensität finden :/

46€ sind zwar viel (für einen Schüler zumindest ;) ) Aber zur not würde 
ich mir das Ding wohl leisten.

Gut an dem Teil ist, dass es dem Diagramm nach zu urteilen in dem für 
mich interessanten Wellenlängenbereich keinen Temperaturkoeffizienten 
hat?!

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>so kann ich eine Überhitzung vermeiden, aber ich denke das ist
>auch garkein Problem, viel eher ists wohl die Sättigung der Diode.

Eben!

Meine Erfahrung ganz grob: Leistungsmesskopf mit 100mm^2 
lichtempfindlicher Fläche, beleuchtet mit einem Laserstrahl von ca. 5 mm 
Durchmesser:
Ab einigen 10 mW Laserleistung setzt Sättigung ein. (Thermische Probleme 
hat man da noch nicht.) Man verwendet dann Abschwächer/Graufilter.

Die Hamamatsu Diode ist schon nicht schlecht -- wo bekommt man sie in 
kleinen Stückzahlen?

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Die Hamamatsu Diode ist schon nicht schlecht -- wo bekommt man sie in
kleinen Stückzahlen?

Das ist die Frage, aber auf der oben geposteten Seite steht:

Single piece price €46.00
Contact us for quantity discounts.

Daher denke ich mal, dass man dort auch Einzelstücke ordern kann.
Probiert hab ich es aber noch nicht.

Ich werd die Tage mal dort Anfragen nur leider ist mein Konto im moment 
absolut leer, weshalb ich wenigstens noch bis zum nächsten Monat warten 
muss bevor ich irgendwas kaufen kann ;)

Autor: 3355 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich wuerde keine Diode zur Leistungsmessung nehmen, ausser es geht um 
sehr kleine Leistungen, zB was noch aus einer fibre kommt. Mit einem 
Laser macht man die Diode kaputt. Besser zur Leistungsmessung sind 
Thermopiles bei kleinen Leistungen und Peltierelemente bei mehr 
Leistung. Ein Peltierelement hat eine optimale Leistung bei Null 
Temperaturdifferenz.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ich wuerde keine Diode zur Leistungsmessung nehmen,

Bis 50mW sind Messköpfe mit Photodioden üblich, mit Abschwächer 1/1000 
dann sogar bis zu einigen Watt, wobei natürlich schon thermische 
Schädigungen im Abschwächmedium auftreten können.

Schau mal bei

http://www.thorlabs.com

Stichwort "Optical Power Meters"

Für deutlich größere Leistungen gibt es natütlich auch andere Sensoren, 
insbesondere thermische, Stichwort

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

Autor: Sloomy .. (sloomy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MOin,

ich habe sehr ähnliches Vorhaben, leider ist der Laser gepulst und jeder 
Puls hat sehr kurze Pulsdauer ( Nanosekunden / Femtosekundenlaser)

Wie soll ich die Pulsenergie bei so einem schnellen Laser messen? (Die 
Pulse auf bestimmte Zeit integrieren?  Wenn ja , wie realisiere ich so 
was..)

Vielen Dank für jede Meinung, Hilfe und Hinweis.

s.

Autor: Andy D. (rackandboneman)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei VK2ZAY steht einiges zum Bau einfacher Bolometer... die sollten 
durchaus empfindlich genug dazu sein, und die maximale 
Intensität/Leistung ist ganz einfach zu definieren als "Es war zuviel 
wenn es ein Loch in die Farbe oder gar das Metall gebrannt hat"...

Autor: Sloomy .. (sloomy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die schnelle Antwort.

Leider kommt ein Bolometer ( Thermisches Mess-Element) nicht in Frage, 
da die Umgebungstemperatur sehr instabil und leider nicht ausschaltbar 
ist. Somit werden die Messergebnisse start manupuliert sein.

Deswegen ist die Methode mit der Foto-Diode.

Autor: Andy D. (rackandboneman)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Umgebungstemperatur komplett abzuschalten hab ich auch noch nie 
geschafft. Aber dann baut man eben zwei Sensoren, bestrahlt einen mit 
dem Laser und den anderen nicht und nimmt den Differenzwert.

Autor: Andy D. (rackandboneman)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nachtrag: Oder man benutzt nur eine geringe thermische Masse für den 
Sensor und schaltet den Strahl zB mit einer rotierenden Blende und 
arbeitet dann ebenfalls mit der Differenz.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail, Yahoo oder Facebook? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen | Mit Yahoo-Account einloggen | Mit Facebook-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.