Hallo, ich habe gesucht, aber bisher nichts gefunden.
Ich möchte eine Laserdiode mit 1mW betreiben. Bei Conrad hab ich dieses
Datenblatt zu einer billigen Laserdiode gefunden:
http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/187540-da-01-de-DL_3147_011_CW_LASERDIODE_IMDL_650_5I_56.pdf
Weiter unten findet sich unter "EXAMPLE of PEPRESENTATIVE
CHARACTERISTICS" ein Verlauf wo man sieht, dass der Monitorstrom nahezu
direkt proportional zur Ausgangsleistung ist.
Oben in den Tabellen finde ich für den Monitordiodenstrom andere
angaben:
"Monitordiodenstrom Po=5mW Min: 0.1mA Typ: 0.2mA Max: 0.5mA"
Der Strom den man weiter unten sieht, beträgt aber ca. 0.17mA. Außerdem
verwirrt mich diese Angabe in der Tabelle ein wenig.
Es ist ja die Leistung mit 5mW angegeben. Aber die Tabelle sagt ja dann
aus, dass für 5mW der Strom irgendwo zwischen 0.1mA bis 0.5mA liegen
muss.
Die Graphen unten sind auch nur mit EXAMPLE benannt, so dass ich denke,
dass man da mal bei EINER Laserdiode gemessen hat und von der die
Messwerte da eingetragen hat.
Also meine Frage: Ist das so richtig? Ist der Monitordiodenstrom der bei
verschiedenen Laserdioden bei 5mW fließt verschieden?
Wie finde ich den am besten raus? Ich hätte einige Photodioden da die
eine A/W Angabe oder sowas im Datenblatt haben. Die sind zwar in der
Wellenlänge nicht maximal empfindlich (sondern nur so ca. 65%), aber das
kann man ja rausrechnen.
Also würd ichs so machen: Poti an die Laserdiode dran und diese (erstmal
ohne optik, dann isses nicht ganz so gefährlich), auf die Photodiode
richten (die is groß genug, da passt das normalerweise schon drauf).
Dann dreh ich so lange auf bis ich knapp an den errechneten Photostrom
der Photodiode komme. Dann messe ich den Monitorstrom meiner Laserdiode.
Wenn ich den dann durch 5 Teile (ist vermutlich linear genug der
verlauf, oder?), dann bekomme ich den Monitorstrom den ich für 1mW
brauche. Stimmt das so?
Alles weitere könnte dann nämlich eine schon fertige Schaltung
übernehmen.
Ja. Offensichtlich haben die monitordiodenstroeme eine gewisse Streuung.
Die beschriebene Methode mit der externen Photodiode koennte man
anwenden wenn man ein Kalibration haette. Hmm. Sich einfach darauf zu
verlasen dass die Photodiode 0.7mA/mW * 65% bringt ... Hmm. Aber in
Ermangelung von etwas Besserem. Ja. Kann man machen. Ich wuerde aber
nicht ganz ans Limit gehen, sondern nur auf 70%.
Die "spektrale Empfindlichkeit" der Photodiode ist mit 0.62 A/W
angegeben. Bei 650nm hat es noch 70% Empfindlichkeit.
Der A/W-Wert ist ja recht genau angegeben deshalb denke ich nicht dass
es da allzu große Abweichungen gibt. Ich werde die Laserdiode natürlich
nicht auf 100% der Leistung laufen lassen, sondern eher um einiges
niedriger damit es keine Probleme gibt.
Da ich eh geplant habe anstatt 5mW nur 1mW zu verwenden dürfte ich da
genügend Freiraum haben.
Zu der Optik vor der Laserdiode: Ich hab zuhause einige Kollimatorlinsen
mit verschiedenen Brennweiten. Bei manchen muss man eben näher an die
Laserdiode hin, dass man nen guten Strahl kriegt, bei den anderen
weniger nah und es fällt Licht "ungenutzt" daneben vorbei.
Reichelt bietet 3 verschiedene Brennweiten an die auch gleich viel
kosten.
Ich habs bisher mit verschiedenen Linsen geschafft einen Punkt zu
erzeugen, aber weshalb gibts dann verschidene? Welche ist da am besten?
Hängt das von der Anwendung ab?
Oft kreigt man zu laserdioden auch gleich individuelle Daten. Da steht
dann drin wie viele mA/mW optischer Leistung man bei dem Exemplar hat.
Wenn man die Daten nicht hat, muß man halt selber nachmessen, mit einem
Empfänger bekannter Empfindlichkeit.
Die ausgemessenen Laserdioden kosten etwas mehr als solche ohne Daten.
Das Problem mit der externen Photodiode ist nicht die Streuung des
Wertes A/W, sondern andere Details. zB der richttungsabhaengige
Reflexionsfaktor. Wahrscheinlich ist er auch noch polarisations- und
wellenlaengenabhaengig.
Zu den Linsen. Die Linsen unterscheiden sich nicht nur durch die fokale
Distanz, sondern auch durch die numerische Apertur. Wenn die Laserdiode
zB eine numerische Appertur von 60 Grad hat, die Linse aber nur 15 Grad
macht, so verschwindet 90% des Lichtes schon vor der Linse.
Eine Praezisierung. Die numerische Apertur ist der Arctan des halben
Oeffnungswinkels. Laserdioden haben uelicherweise einen grossen
Oeffnungswinkel in die eine Richtung un und einen kleinen in die Andere.
Ok danke! Die Angaben habe ich sowohl im Datenblatt, als auch in der
Praxis feststellen können.
Bei den Linsen die habe ist N.A. 0.4 und 0.12
Wie kann ich nun berechnen wieviel Licht dass durchkommt (z.B. bei der
oben genannten Laserdiode)?
Und wie könnte ich dann herausfinden welche Linse ich zu dieser
Laserdiode am besten verwenden sollte?
Hab schon Gegoogelt aber bin auf keinen grünen Zweig gekommen :-(
Die NA der Linse auf dem Abstrahldiagramm der Laserdiode Eintragen und
Multiplizieren. Dh alles ausserhalb des Winkels der Linse auf Null
setzen. Jetzt noch aufintegrieren.
Kurz, wenn die Laserdiode ein groesseres NA wie die Linse hat geht was
verloren. Wobei die Laserdiode einen grossen Winkel in der einen und
einen kleinen Winkel in der anderen Richtung hat.
Wenn man eine genügend große Fotodiode hat, genügt es die Fotodiode
einfach direkt davor zu halten. Direkt am Ausgang der Laserdioden ist
der Strahl oft nicht mal 1 mm breit, und in die andere Richtung noch
deutlich weniger.
Das einzige was dann nich bleibt ist die Richtungsabhängigkeit der
Refelxion. Bis zu den etwa 45 Grad die man vom Laser bekommt wird der
Effekt nicht so groß sein. Wenn man will könnte man das auch noch
ausmessen, ist aber eher nicht nötig.
Die Wellenlängenabhängigkeit der Empfänger findet man im Datenblatt, und
hier gibt es auch nur geringe Exemplarstreuungen.
ok danke... und wie hängt das jetzt alles zusammen? je nach brennweite
muss ich ja weiter hin bzw. weg von der laserdiode.
Heißt das also, dass es das beste ist, wenn die Brennweite möglichst
klein als auch die numerische Apertur möglichst groß ist? Wenn ich näher
dran bin fange ich ja mehr Licht auf (das nicht an der Linse
vorbeigeht!), bei einem höheren NA ist der Winkel bei dem man etwas
reinkriegt auch größer, oder?
Um viel Licht aufzufangen braucht man eine große NA. Je nach Lasersiode
braucht man schon eine sehr große NA um alles Licht aufzufangen. Linsen
mit sehr großer NA sind aber oft teuer bzw. von schlechter Qualität.
Wenn man die volle Leistung nicht bracht, kann man auch mit einer etwas
kleineren NA auskommen. Die Brennweite bestimmt u.A. wie breit der
Strahl wird. Wenn man die Größe der Linse (NA) ausnutzt, dann wird der
Strahl so breit wie die Linse groß ist.
Die NA gibt den Winkelbreich vor, der genutz wird, unabhängig von der
Brennweite.
Wenn es nur um die Messung geht, kann aber auch ohne Linse auskommen:
einfach ganz dicht ran.
Die Linse brauche ich ja für "danach", also wenn das ganze weitergebaut
wird.
Ich hatte schonmal mit ner Linse mit hoher Brennweite und kleiner N.A.
getestet: Bei richtiger Einstellung geht ein ca. 4mW starker Strahl noch
sichtbar bis über 100Meter an eine weiße Wand.
Mit der anderen Linse konnte ichs noch nicht testen, kommt aber
demnächst ;-)
ja kann ich schon...
hab 2 verschiedenen Linsen da. Bei der einen war es (gefühlt!) schwerer
den Strahl gut einzustellen, das war die die Näher da ist. Bei der
anderen war das einfacher, die hat aber ne niedrige N.A.
und da häng ich ja gerade auch: Ich verstehe welche Linsen es gibt und
was für Funktionen die haben bzw. welche Eigenschaften die haben.
Allerdings weiß ich trotzdem nicht welche dann die optimalste ist...
Das nächste wäre dann aber wie man die Linse auch gut dran befestigen
kann ;-)
ok dann wird wieder was selbstgebasteltes, die Teile sind für die
Anwendung viel zu teuer...
bei meinen ersten versuchen hab ich das alles mit 2 Streichhölzern und
Heißkleber gemacht. Hat an sich perfekt funktioniert ;-) Dieses mal
wirds hoffentlich etwas robuster... Da die Laserdiode danach vermutlich
(ganz ist das noch nicht klar!) auf eine Platine gelötet wird hab ich
auch die Möglichkeit da dünne Stäbchen aus Metall mit durchzulöten wo
ich dann irgendwie (??sekundenkleber??) die Linse dranmache^^
