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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Photomultiplier


Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

ist vielleicht ein wenig off topic, aber gehen wir mal davon aus, dass 
ich das Signal mit einem MC auswerten will ;-)

Kann mir jemand Infos zu photomultipliern geben, wo man die kaufen kann 
und wie sie praktisch angewendet werden???? Funktionsprinzip und so 
weiter hab' ich im Netz schon viel gefunden, aber wo man so ein Teil in 
Deutschland bekommt hab' ich nicht gesehen - vielleicht hab' ich die 
falschen Suchbegriffe...

Vielen Dank

Christian

Autor: Günter König (Gast)
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Möglicherweise bei Helmut Singer in Aachen, der hat ab und zu mal sowas. 
Habe leider keine URL von dem...

Gruß,
Günter

Autor: Markus (Gast)
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Hallo Christian,

wir haben unsere Photomultiplier von Hamamatsu Photonics Deutschland 
bestellt. Allerdings war das Teil hochpräzise
und somit verflucht teuer (1100,- EUR). Wir verwenden Photomultiplier um 
die Anstiegszeiten des Lichts in LED's
zu messen. Was hast Du den damit vor?

Gruss Markus

Autor: Retro (Gast)
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Hallo,

hab das Topic fast übersehn ;-)
Die Firma von der ich ein Photomultiplier besitze heisst HAMAMATSU 
PHOTONICS (http://www.hamamatsu.de/). Neupreis liegt bei 800€, es ist 
sehr präzise.

Als "Spielzeug" ist ein Photomultiplier aber weniger geeignet. Da hat 
man keine Möglichkeit ihn einzusetzen und Messungen durchzuführen.

Autor: Stefan_H (Gast)
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Was ist en Photomultiplier, wenn ich fragen darf??

lg,

Stefan

Autor: R. Kager (Gast)
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vorallem wofür braucht man so ein ding??
hab nur mal gelesen das sie beim "beamen" an der uni wien so einen 
verwendet haben, baut da wer einen transporter?? ;-)

Autor: Markus (Gast)
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Hallo,

ein Photomultiplier ist so was wie ein optischer Verstärker. Man kann 
damit Licht in Strom/Spannung umwandeln, allerdings ist das Teil so 
empfindlich das es möglich ist einzelne Photonen zu zählen. Anwendung 
z.B. hochgenaue Lichtmessungen. Es kann gut sein das die 
"Transporterbauer" (-; an der Uni Wien so ein Teil für ihre Messungen 
benutzen, da das Prinzip des "beamens" auf Spinänderungen von 
Zwillingsphotonen beruht.

Gruß Markus

Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

vielen Dank euch allen für die zahlreichen Antworten!!!
Ich hätte eventuell vor das Ding einzuseten um Refklektiertes Licht zu 
messen - eigentliches Ziel ist es den Dopplereffekt mit Licht 
nachzuweisen (deshalb auch die Frage wie man Laserdioden schnell 
modulieren kann - weiter unten im Forum). Die Versuche mit Photodioden 
waren nicht wirklich erfolgsversprechend (da bin ich schon froh wenn 
überhaupt noch was von der Modulation ankommt wenn ich direkt auf die 
Diode leuchte - die Empfangsdiode ist auf jeden Fallgeeigent für hohe 
Frequenzen - wer weiß aber wie hoch man einen LAserdiode modulieren kann 
(bei welcher Frequenz ist schluss ?? - konnte in den zahlreichen 
Standarddatenblättern die ich mir zu dioden runtergeladen habe nix 
finden).
Na auf jeden Fall kommt von dem Licht lang nicht mehr genügend an um 
damit eine Reflexion festzustellen - das ganze sollte auf ein paar meter 
Entfernung gehen. Ich hab' im Netz sogar Bilder gesehen von einer Anlage 
die zum Mond gestrahlt hat und deren Reflexion wieder eingefangen wurde 
- die hatten aber so wie ich das gesehen habe auch keinen 
Photomultiplier - nur ein paar linsen und einen starken Laser.

Kann mir jemand weiterhelfen???

mfg

Christian

Autor: Retro (Gast)
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Hm, ich wüsste auch nicht was du da verwenden könntest, aber nen 
Photomultiplier ist auf jeden Fall nicht das richtige. Alleine das 
einfallende Umgebungslicht ist zuviel für eine vernünftige Messung.

Ich glaub du solltest in die Richtung CCD denken. Da gibts auch ne Menge 
Zeilensensoren usw... Die modulation eines Laser_strahls_ geht bis weit 
in den MHz-Bereich. Eine Diode wohl eher nur bis zu einigen kHz. Aber 
ich kann nichts garantieren...

Autor: Christian (Gast)
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Hallo Retro,

Danke für deine Antwort!!

Was kann man denn dann sinnvoll mit PMTs messen - nur in absolut dunklen 
Umgebungen oder was???
Es gibt PIN Dioden die mehrere Ghz schaffen - im ´Moment verwende ich 
eine preiswerte Reichelt diode, die bis 250Mhz geht

mfg

Christian

Autor: Peter (Gast)
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Sag mal Christian, nimm mir das nun nicht übel, aber irgendwie habe ich 
den Eindruck, dass Deine Forschungsphantasien irgendwie immer hart an 
den Grenzen der machbaren Realität vorbeischrammen. Zuerst willst Du 
eine Laserdiode im 3-stelligen MHz-Bereich modulieren, das Signal mit 
irgendeinem optischen Detektor wieder einfangen (wobei Du meine 
gutgemeinten Vorschläge geflissentlich ignoriert hast) und nun bist Du 
schon bei einem Fotomultiplier angelangt. Das hört sich alles irgendwie 
nach Grimms Märchenstunde an oder hast Du einen schwerreichen Gönner, 
der Dir deine ganze Rumexperimentiererei finanziert?
Also bis Du mal eine Schaltung mit einer Photomultiplier-Röhre aufgebaut 
hast, die dann auch noch tatsächlich funktioniert, wirst Du einiges an 
Schotter los sein und es wird auch einiges an Zeit verstrichen sein bis 
Du diese ganze Problematik mal gerafft hast. Leider habe ich vor kurzem 
noch so eine Röhre einem Bekannten vermacht, der Röhren sammelt. Sonst 
hättest Du die nun haben können. Aber täusche dich nicht, die Röhre 
alleine macht es nicht. Man benötigt zusätzlich noch ein sehr 
aufwendiges Netzteil mit vielen verschiedenen Hochspannungen für die 
einzelnen Dynoden und dazu noch eine äusserst aufwendige 
Auswertelektronik, schliesslich hat so eine Röhre ja keinen 
TTL-kompatiblen Ausgang. Ich kann Dich gerne mit Informationen 
versorgen, wenn Du die ganze Geschichte tatsächlich ernst meinst. Aber 
ehrlich gesagt, es klingt doch irgendwie etwas phantastisch.

mit ;-) Gruss,

Peter

Autor: Michael Reck (Gast)
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Hi all,
Christian: Mit welcher Ansteuerung modulierst du denn den Laser ?
Sicher das die ansteuerung das sauber schafft ? Hänge mal ein Oszi 
einfach an die Photodiode mit ner kleinen beschaltung. Auf welcher 
Wellenlänge ist denn die Photodiode empfindlich ? Auf welcher strahlt 
der Laser ? Versuche erstmal überhaupt was zu empfangen..der rest kommt 
dann von alleine.
Ach übrigens: versuch mal die BPW20 .. die ist afair für 
Laserkommunikation ( Datenübertragung, Laserlink)

Autor: Christian (Gast)
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Hallo ihr zwei,

@Peter: mit schlechtem Gewissen musste ich noch mal in den alten 
Forumbeiträgen schauen und hab' mich wieder an deine interessante 
Antwort erinnert die ich (OK, OK ich geb's zu ) nicht so direkt umsetzen 
wollte weil mir das ein wenig zu aufwändig scheinte - ich wollte mit 
einer simplen Schaltung auskommen möglicherweise mit einem der zahllosen 
Treiber ic's für Laserdioden und nicht mit OP Schaltungen loslegen 
(Wenn's was Fertiges gibt zieh ich das dem selbstgebasteltem und relativ 
unsicherem vor....)
Das mit dem 3stelligem Mhz bereich hat leider wegen meinem 
Sinusgenerator nicht hingehauen, aber ein moduliertes licht bis 50Mhz zu 
senden und an der Empfangsdiode wieder einzufangen ist mittlwerweile 
kein Problem mehr. Nach viel experiementiererei mit teilweise relativ 
aufwändigen Laserdiodentreiberschaltungen und vorhergehenden Experimeten 
mit IR Dioden bin ich mittlerweile der Meinung dass man mit der simplen 
kapazitiven Einkopplung direkt an der Kathode der LD tolle Ergebnise 
erzielen kann - Problem ist, dass die LD Elektronik den 
Monitordiodenspannung immer nachregeln will und so mein schöner Sinus 
auf der Empfansseite ein hässlicher Sinus ist - ist aber nicht so wild, 
da die Elektronik recht langsam ist. In meinem 2. Postin zu diesem Thema 
hab' ich ja das Wort "Eventuell" verwendet - was ich damit sagen will 
ist, dass ich mich eigentlich erst mal darüber informieren wollte und 
eure Meinung hören wollte - weniger dass ich das unbedingt haben will. 
Auf die Möglichkeit mit dem Photomultiplier bin ich eigentlich erst 
gekomen, als ich im Netz was über optische EME Verbindung mit starken 
Lasern, aufwendiger Optik und Photomultipliern gestoßen bin (EME = Erde 
Mond Erde - den Mond als Reflektor benutzen). Das hätt' ich mal als 
Lösungsvorschlag in Betracht gzogen, da ich doch im Moment das Probem 
habe, dass ich von dem Licht, dass ich an die Wand strahle nix mehr 
einfangen kann - aus diesem Grund wollt' ich hier mal drüber 
diskutieren.... (wer hat nen anderen Lösungsvorschlag - muss doch auch 
ohne PMT gehen - es gibt doch LAser Entfernungsmesser für Privatmenschen 
für unter 200€ - da ist sicher keine PMT drin)
Das die Beschaltung einer PMT so aufwendig ist hab' ich im Netz nicht 
sehen können - einen hohe Spannungsquelle mit Spannungsteilern aus 
LAswidersänden runtergeteilt und fertig ist das ganze (laut Schaltplan 
den ich im Internet gesehen habe) Die hohe Gleichspannung kannst du dir 
ja über einen umgekehrten Trafo machen, den du gleichrichtest und 
einpaar Kondensatoren schenkst.
Zur Auswerteelektronik hab' ich leider noch nicht so viel gefunden- 
vielen Dank für deinen Hinweis!!
Das mit dem schwerreichen Gönner ist tatsächlich halbwegs war - ich soll 
eine Schaltung aufbauen, mit der ich den Dopplereffekt optischsehen kann 
(das geht natürlich bei hohen Frequenzen besser) - was das kostet 
(Material) ist nicht so wild...... - daran solls nicht scheitern.
Hoffe ich hab' alle Zweifel aus dem Weg geräumt - du hast schon recht 
meine Lösungsvorschläge sind teilweise recht phantastisch - aus diesem 
Grund post ich sie ja - vielleicht hat ja jemand einen weniger 
phantastischen Lösungsvorschlag.....

@Michael: Nachdem ich meine eigenen Schaltungen durch kurfristige 
Überspannungen aus meinem Netzteil lahmgelegt habe besteht der Aufbau im 
Moment aus einem simplen Laserdiodenmodul, dass direkt an der diode 
kapazitiv eingekoppelt wird (über eine kleine Transistortreiberstufe für 
den Frequenzg.) Das Oszibild ist wie gesagt ein hässlicher Sinus, aber 
ich konnte mit der alten Beschaltung Empfansseitig auch keine wesentlich 
besseren Ergebnisse erzielen, obwohl die Modulationstiefe größer war und 
der Sinus perfekt. Ich verwende im Moment einen BPW43 und einen rote LD 
- also nicht gut, weil die max. Empfndlichkeit bei 1000nm glaub ich 
liegt - sie ist dafür schnell und war über Reichelt schnell zu beziehen. 
Dass mit dem überhaupt was empfangen funktioniert bei direktem strahl 
auf die Empfangsdiode wunderbar (bei niedriger Frequenz ca. 200mV 
Amplitude)
Vielen Dank für den Tipp mit der BPW20 - werd' mir gleich mal das 
Datenblatt ziehen.

Entschludigt das lange Posting - ich hoffe es hat überhaupt noch jemand 
gelesen...

Viele Grüße

Christian

PS: Ich hoffe ich hab' mit meinen Formulierungen niemand irgendwei 
beleidigt oder dumm angemacht  - wenn ja: es war nicht meine Absicht - 
ich will mir das ganze jetzt nicht nochmal durchlesen ;-)

Autor: Christian (Gast)
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Hallo nochmal,
die BPW20 scheint nicht so geeignet, da sie recht langsam ist. Hier gibt 
es eine wunderbare Dioden Übersicht von Vishay:
http://www.vishay.com/products/optoelectronics/IRDpin.html

Am geeignetsten scheint mir die BPV10 - sie ist sehr empfindlich und 
sehr schnell - leider sind die Dioden alle für den IR Bereich gedacht 
und nicht optimal für einen rote LD - macht aber nix - ewnn's mal ein 
bisschen funktioniert mit der Reflexion kann ich j immer noch eine IR LD 
besorgen..

mfg

Autor: Retro (Gast)
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Bei solchen Objekten wie Photomultipliern handelt es sich um kleine 
Komponenten die sich mal schnell verbauen lassen, in vielen Systemen ist 
solch eine Röhre das Herzstück. Das auslesen ist überaus kompliziert, 
man arbeitet im µV-Bereich!

Wie Laser-Entfernungsmesser arbeiten kann ich mir selbst nur schlecht 
erklären. Eine Lauftzeitmessung ist für mich allerdings ausgeschlossen. 
Wenn man alleine von diesen unglaublichen 300.000km/sec ausgeht...
Ich weiss zwar nicht was du durch dein Projekt erreichen willst, aber 
wenn es nur um den Dopplereffekt geht nimm Ultraschall. Wenn es denn 
Laser sein sollen kommst du um einen "echten" wohl kaum herum. Dazu ein 
AOM und du kannst ihn auch im 3-stelligen MHz-Bereich modulieren. 
Obwohl, das geht auch mit nem Halbleiter... aber eben nicht ohne AOM. 
Wenn es nicht ums Geld geht ist das auch machbar.

Autor: Christian (Gast)
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Hallo Retro,
ich vermute du hast im 1. Satz das "nicht" vergessen.
Dass mit der Laufzeitmessung ist nicht unbedingt ausgeschlossen - auch 
dieses Verfahren findet Anhänger!! Die gebräuclisten 
Laserentfernungsmesssysteme basieren auf:
-Laufzeitmessung
-Dopplereffekt
-Triangulation

Bei der Laufzeitmessung ist mit der kurezn Zeit die zu messen ist auch 
ein Problem, dass die Ansprechezit der Diode ein wenig 
Temperaturabhängig ist. (mit Sicherheit gibts noch zehntausen 
Probleme...)
Es ist eben gerade nicht meine Aufgabe das mit US zu machen sondern mit 
Licht. Das eigentlich endziel (mit dem habe ich nix mehr zu tun) ist es 
mit US, Mikrowellen und Licht dopplereffekten gleichzeitig zu messen, 
weil jedes "Mittel" andere Eigenschaften hat, andere Gegenstände 
durchdringen kann (Glas, Mauer, ....) US und MW sind also schon 
vergebe...

mfg

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