Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Laser-Flackern verrechnen


von Markus F. (Gast)


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Kennt sich jemand mit Laser-Licht aus? Es geht um das Entflackern, als 
dem Prozessieren laser speckle bei Bewegung, das zu einem Flackern auf 
dem Sensor führt.

von foo (Gast)


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Dagegen kannst du z.B. eine rotierende Milchglasscheibe nehmen.

von Markus F. (Gast)


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Dann sehe ich keinen Punkt mehr, ist dann viel zu diffus.

von foo (Gast)


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M. F. schrieb:
> Dann sehe ich keinen Punkt mehr,

Wenn du den Laser wirklich auf einen Punkt fokussierst, gibt es auch 
keine Speckles.

Speckles sind ein räumliches Feld stehender Wellen bzw. der destruktiven 
und konstruktiven Interferenz der Lichtwellen, die von verschiedenen 
Orten des Lichtflecks ausgehen. Möglich wird das durch die große 
Kohärenzlänge des Laserlichts.

Wenn du die sichtbaren Speckles loswerden willst, kannst du entweder die 
Kohärenzlänge herabsetzen, indem du keinen Laser verwendest, oder indem 
du dieses Wellenfeld so schnell änderst, dass du nur den Mittelwert 
siehst.
Letzteres geht z.B. mit der genannten Milchgscheibe, du kannst auch das 
Ziel sehr schnell bewegen, oder du änderst die Richtung des Laserstrahls 
,Fokussierung oder Polarisation sehr schnell.
http://www.edmundoptics.com/lasers/laser-optics/laser-windows/laser-speckle-reducers/3409
http://www.dyoptyka.com/publications/Dyoptyka-PW-8252-4-updated.pdf

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ich benutze Leuchtdioden, >1000 mcd, 120° Abstrahlwinkel von Kingbright, 
in rot und grün. Die haben auch so eine "speckle" kugelförmig ca. 2cm um 
die LED herum. Sieht sehr interessant aus.
Ist eine LED tatsächlich so kohärent, dass sich da phasenabhängige 
Auslöschungen ergeben können?

von Markus F. (Gast)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Ist eine LED tatsächlich so kohärent, dass sich da phasenabhängige
> Auslöschungen ergeben können?
Nun zumindest mal ist der Bandbereich bei dem, in modernen LEDs zur 
Anwendung kommenden, sehr reinem Silizium recht eng, weil ein 
eindeutige(re)s Rekombinationsniveau existiert.

von foo (Gast)


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M. F. schrieb:
> in modernen LEDs zur
> Anwendung kommenden, sehr reinem Silizium recht eng

Oh, ich wusste gar nicht, dass man neuerdings LEDs aus Si macht.
Bisher galt das aus quantenmechanischen Gründen als unpraktikabel bzw. 
nahezu unmöglich.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ok, egal welches Material, der technische Fortschritt hat da sicher 
etwas bewirkt.
Die beiden Typen sind übrigens Conrad Nr.: 181524 (grün) und 181522 
(rot)

LED bedrahtet Grün Rund 5 mm 1300 mcd 130 ° 30 mA 3.2 V Kingbright 
L-9294VGC-Z zu 1,14€ LED bedrahtet Hyper-Rot Rund 5 mm 1600 mcd 130 ° 30 
mA 2.2 V Kingbright L-9294SEC-J3 zu 0,72€

Die verkürzte Gehäuseform ist allerdings ungünstig für 
Standard-LED-Halter für die Frontplatte

: Bearbeitet durch User
von Markus F. (Gast)


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foo schrieb:
> Bisher galt das aus quantenmechanischen Gründen als unpraktikabel bzw.
> nahezu unmöglich.
Ja, als optmierte LEDs sind siliziumbasierte Halbleiter-Verbindungen 
nicht die erste Wahl wegen des Bandkantenproblems bei indirekten 
Halbleitern. Aber im vorliegenden Fall handelt es sich um eine 
Mehrschichtdiode aus SilizimumCarbid, auf der Basis einen 
Silizumkristalls auf den eine Rezeptorschicht aus amorphem Silizium 
aSi:H aufgedampft wird, welche quasi Empfänger spielt Die haftet dort 
besser und hat auch sonst günstigere Eigenschaften, als mit/auf z.B. 
GaAs.

@Christoph Kessler
thx.

von Max D. (max_d)


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Ich war im Rahmen meines Studiums in einer Halbleiterschmiede zugange. 
Der Führer dort hat ganz stolz erklärt wie überlegen ihre blauen LEDs 
aus Siliziumnitrid seien...

von Raymund H. (raymund_h)


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Markus Fritsch schrieb:
> Es geht um das Entflackern, als
> dem Prozessieren laser speckle bei Bewegung, das zu einem Flackern auf
> dem Sensor führt.

Ein Ansatz ist die Kohärenzlänge zu verkürzen, durch Modulation des 
Diodenstroms mit möglichst hoher Frequenz bis zu mehreren GHz.

Hängt auch von der Diode ab was man damit erreicht.
Viele "billig" Dioden haben oft eine erstaunliche Kohärenzlänge also 
schmales Spektrum, wenn auch nicht wirklich verläßlich.

Manche speziellen Dioden haben Modenflackern oder springen je nach 
Temperatur, Strom und evtl. Mondstand zwischen Moden hin und her.

von Markus F. (Gast)


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Raymund H. schrieb:
> haben Modenflackern
Wie ließe sich das stabilisieren?

von Andreas Müller (Gast)


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Temperatur und Strom konstanthalten hilft schon ganz enorm...

von Raymund H. (raymund_h)


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Markus F. schrieb:
> Wie ließe sich das stabilisieren?

Praktisch schlecht.

Andreas Müller schrieb:
> Temperatur und Strom konstanthalten hilft schon ganz enorm...

Praktisch kaum.

Der Strom ist ja fast immer schon konstant geregelt, die Temperatur 
ändert sich langsam also flackert nicht, kann also schon als relativ 
konstant gesehen werden, trotzdem hat manche Diode Modenflackern. Es ist 
fast sogar umgekehrt, wenn man das Spektrum der Diode mit Modenflackern 
gleichmäßiger haben wollte würde man den Strom hochfrequent ändern um 
das Flackern weniger auffällig zu machen.

Zudem hat man meist Modenflackern über einen eher großen 
Arbeitsstrombereich.

Sinnloser Vorscchlag.

Eine Möglichkeit wäre den guten Arbeitsbereich der Temperatur zu 
ermitteln weil der Strom ja meist im spezifizierten Arbeitsbereich 
liegen soll und konstant geregelt wird.

Dann wird es teuer und unpraktisch, wenn man ein Thermoelement nutzt um 
die Diode im individuell ermittelten Arbeitsbereich ohne Modenflackern 
zu halten. Je nach Diode findet sich evtl. kein wirklich stabiler 
Temperaturbereich.

Die Wahl einer anderen Diode ohne diese Problematik oder die Selektion 
sind oft wirtschaftlicher.

von Fitzebutze (Gast)


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Raymund H. schrieb:
> Markus F. schrieb:
>> Wie ließe sich das stabilisieren?
>
> Praktisch schlecht.
>
> Andreas Müller schrieb:
>> Temperatur und Strom konstanthalten hilft schon ganz enorm...
>
> Praktisch kaum.
>

Es gibt da einige Tricks, wie z.B. die erste Ordnung eines 
Reflektionsgitters wieder zurück in die Diode zu projizieren. Damit kann 
man teils auch drastisch an der Leistung kurbeln. Der Spass ist 
allerdings stark von der Bauweise der LD abhängig. Aber der TO möchte ja 
in diesem Zusammenhang nicht stabilisieren, sollte nur ein kurzer 
Einwurf werden..

von Markus F. (Gast)


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Interessant. Hättest Du dazu einen link? Oder andere Quellen?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die spekles sollten einen Detektor nicht wirklich interessieren, da er 
ja ueber die Flaeche integriert. Vorausgesetzt er ist hinreichend gross.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Oder D. schrieb:
> Vorausgesetzt er ist hinreichend gross.

... und es dauert hinreichend lang, da er diesbezüglich über Fläche und 
Zeit integrieren muss und das ist bei schnellen grobauflösenden Sensoren 
durchaus ein Problem, wenn ein zeilenorientiertes Bild ausgelesen wird. 
Da hilft dann nur eine statistische Betrachtung.

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