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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Laserdiode defekt?


Autor: Patrick B. (p51d)
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Hallo miteinander


Ich wollte einmal nachfragen, wie sich der Defektstatus bei einer 
Laserdiode bemerkbar macht. Ich habe hier nämlich eine rote Diode (1mW) 
die bei der Leuchtintensität auf ein Blatt gerichtet weniger erreicht, 
als eine normale LED. Spannung Stimmt, nur die Stromaufnahme ist 
irgendwie ziehmlich hoch: ~20mA Leerlafustrom und etwa 110mA bei PWM=max 
?! Können diese Werte stimmen? Weil bei mir ergeben 1mW / ~2V UF nicht 
110mA.

Besten Dank für die Antowrten
MFG
Patrick

Autor: Einhart Pape (einhart)
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Moin Patrick,

die Diode ist wahrscheinlich verheizt. Dann gibt sie nicht mehr genug 
Licht her damit der Lasereffekt einsetzt. Laserdieoden sterben bei 
Überstrom sehr schnell.

Gruß
Einhart

Autor: Patrick B. (p51d)
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Danke für die Antwort

Zusatzfrage: Was ist mit 1mW gemeint? Die Optische Ausgangsleistung oder 
die Leistungsaufnahme.

Von daher hat sich jemandand bei der HW wohl verrechnent :(

MFG
Patrick

Autor: ggggggggg (Gast)
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Bei Laserdioden dürfte immer die Ausgangsleistung gemeint sein. Und die 
musst du anhand des Monitorstroms regeln. Mit Widerstand/PWM ist das 
überhaupt nicht gut. Schau dir mal den Verlauf Strom zu Ausgangsleistung 
von Laserdioden an, wenn sie bei höherer/geringerer Temperatur betrieben 
werden.

Autor: Random ... (thorstendb) Benutzerseite
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> Leuchtintensität auf ein Blatt gerichtet weniger erreicht,
> als eine normale LED.

Hi, ich würde sagen, die LD ist ok, falls es sich um eine LD aus einem 
CD Player o.ä. handelt.
Die arbeiten bei ca. 780nm, und da ists nicht mehr weit her mit der 
Sichtbarkeit.

Auch strahlt die LD selbst eher wie eine Taschenlampe ab, die 
Kollimation wird erst durch spezielle Optik erreicht.

Hat die LD dagegen ca. 680nm (roter Pointer), sollte sie recht gut 
sichtbar sein.

Für Showanwendungen eignen sich am besten rote LDs mit 630nm, wie man 
sie auch in DVD Brennern findet, die haben dann ca. 100mW (also 
Vorsicht!!!).

Die 1mW beziehen sich auf die rein optische Leistung der LD.

Weiterhin wird deine LD ziemlich schnell sterben, wenn du sie an einer 
Spannungsquelle betreibst. Diese Dinger brauchen eine Stromregelung, die 
Spannung an der LD ergibt sich nur.

Schau mal bei www.laserfreak.net rein.


VG,
/th.

Autor: Patrick B. (p51d)
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Random ... schrieb:
> Weiterhin wird deine LD ziemlich schnell sterben, wenn du sie an einer
> Spannungsquelle betreibst. Diese Dinger brauchen eine Stromregelung, die
> Spannung an der LD ergibt sich nur.

Die LED ist an einer Konstantstromquelle, welche über einen OpAmp 
geregelt ist.

Random ... schrieb:
> Hat die LD dagegen ca. 680nm (roter Pointer), sollte sie recht gut
> sichtbar sein.

"Recht" gut sichtbar wäre sie auch mit ihren ~650nm. Aber leider gibt 
die LD seit neustem nur einen schwachen Punkt der knapp sichtbar ist auf 
einem weissen Blatt.

Random ... schrieb:
> Für Showanwendungen eignen sich am besten rote LDs mit 630nm, wie man
> sie auch in DVD Brennern findet, die haben dann ca. 100mW (also
> Vorsicht!!!).

Mhmm, dies finde ich einen ziemlich gewagten Ratschlag, da 100mW erstens 
verboten sind (Laserschutzbeauftragter und Schutzbrille zwingend) und 
zweitens bei einer kurzzeitigen direktbestrahlung eines Auges erhebliche 
Verletzungen entstehen können. Und da leider die Sehzellen nicht 
nachwachsen wird das Augenlicht nicht erneuert.

MFG
Patrick

Autor: ggggggggg (Gast)
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ne 1mW Diode zieht NIEMALS diesen Strom den du angegeben hast. Scheint 
geschrottet zu sein, darum gibt die Stromquelle ihren Maximalstrom aus?

zu den 100mW: Man kann auch 100mW Dioden mit 1mW betreiben mit 
entsprechender Regelschaltung. Grundsätzlich zu sagen, dass eine solche 
Diode "100mW hat" ist nicht ganz richtig.

Autor: Krakuas (Gast)
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>Man kann auch 100mW Dioden mit 1mW betreiben

Kann man nicht. Zumnidest nicht dann, wenn Laserstrahlung rauskommen 
soll. Laserdioden haben einen treshhold current, unter dem die 
Laserwirkung abreisst, dann kommt nur mehr normales nicht kohärentes 
Licht raus.

Den treshhold current findest du in jedem Laserdiodendatenblatt, z.B.:

http://www.roithner-laser.com/All_Datasheets/Laser...

Siehe dazu auch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Laserdiode
http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_diode

Autor: Random ... (thorstendb) Benutzerseite
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Patrick B. schrieb:
> Random ... schrieb:
>> Für Showanwendungen eignen sich am besten rote LDs mit 630nm, wie man
>> sie auch in DVD Brennern findet, die haben dann ca. 100mW (also
>> Vorsicht!!!).
>
> Mhmm, dies finde ich einen ziemlich gewagten Ratschlag, da 100mW erstens
> verboten sind (Laserschutzbeauftragter und Schutzbrille zwingend) und
> zweitens bei einer kurzzeitigen direktbestrahlung eines Auges erhebliche
> Verletzungen entstehen können. Und da leider die Sehzellen nicht
> nachwachsen wird das Augenlicht nicht erneuert.

Schon klar, daher das dezente "Vorsicht" :-)
Wenn man erst mal mit 1mW rumspielt, wird einem schnell klar, dass das 
zu wenig ist, und man sieht sich anderweitig um.

> da 100mW erstens verboten
ist mir neu ...

Nicht die Quellenleistung ist verboten, es geht hier um Strahlung pro 
Fläche und Zeit.
Anlagen in Diskotheken haben so 1-4W, outdoor braucht man 10W+ optische 
Quell-Leistung.

Bei nicht direkter Einstrahlung (also irgendwie abgelenkt) sind bis zu 
<5mW erlaubt (3R).


> Laserschutzbeauftragter
bin ich :-)

Arbeite zu Hause mit div. 2...250mW Lasern aus den Bereichen HeNe, 
Argon, Diode und DPSS für die Showlasertechnik.


---
Leider muss ich sagen, dass die Gefahr, die von China Showgeräten 
ausgeht, um ein vielfaches höher ist, als die von einem DVD Brenner.
Baut man die Diode aus, so hat man zunächst einen Laser mit ner 
Divergenz wie eine Taschenlampe, entweder, weil man die 
Kollimationsoptik entfernt hat, oder, weil die Kollimation nur für einen 
Focuspunkt sorgt, aber keine parallele Strahlung über einen langen Weg.

Trotzdem hier noch mal die Warnung, für alle unwissenden:
Laserstrahlung ab 1mW ist bereits hochgradig gefährlich für das Auge, da 
es die parallele Strahlung um einiges besser bündeln kann, als das Licht 
von einer herkömmlichen Lampe.
Weiterhin ist die Sichtbarkeit von roten LDs im Bereich 650nm - 880nm 
schlecht bis unsichtbar, d.h. eine grosse Leistung wird nur als 
schwaches Glimmen wahrgenommen.

Messungen vom TÜV (die Abnahmen) werden grob wie folgt vorgenommen:
- Augenöffnungsdurchmesser (glaub 8mm, müsst ich nachsehen), ist der 
ungünstigste Fall
- der abgelenkte Strahl muss weit grösser als die Augenöffnung sein, 
zusammen mit Leistung / Fläche & Zeit  darf sie einen Maximalwert nicht 
überschreiten
- Safety Massnahmen müssen greifen, falls sich der Strahl der Kontrolle 
entzieht (durch elektrische oder mechanische Störungen)
- gemessen wird die Leistung im (public) Zuschauerraum mit einem 
"Augen-äquivalenten" Messgerät.

Hierzu empfehle ich das Sicherheitsforum von www.laserfreak.net


---
630nm wird z.B. in Showlaseranlagen eingesetzt, es liegt sehr nahe am 
HeNe (632,8). Findet man auch in DVD Playern & Brennern, glaub ich, 
~630nm.
~ 650nm findet man in den kleinen roten 2mW Pointern
~780nm findet man in CD Playern, mit rund 1mW Leistung, wenn ich mich 
nicht irre
808nm wird in Diodengepumpten Festkörperlasern verwendet, hier aufgrund 
der starken Strahlung und der Unsichtbarkeit nie ohne Brille ran!
532nm ist ein schönes grün, wie es aus den DPSS Pointern etc. kommt.

---
So, dürft mich jetzt zerreissen, wie es hier gerne gemacht wird, oder 
nicht ^^



VG,
/th.

Autor: Patrick B. (p51d)
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ggggggggg schrieb:
> ne 1mW Diode zieht NIEMALS diesen Strom den du angegeben hast. Scheint
> geschrottet zu sein, darum gibt die Stromquelle ihren Maximalstrom aus?

mhm eine geregelte Stromquelle gibt nicht einfach so ihr Maximum aus.
Ich würde eher sagen, dass der Treiber futsch ist und somit auch die LD 
mit ins Nirvana gerissen hat.

@ Random ...:
Du redest immer vom Show-Bereich. Sind das Vorahnungen, oder Warnungen?
Tatsächlich habe ich ein kleines Show-System zusammengebaut, welches 
aber auf die Leistung 5mW grün und Rot, und 20mW gedimmt bei blau hat. 
Mir ging es in erster Linie nicht um die Laser, sondern umd die 
PC-Software, die MCU-Steuerung (Kommunikation dazwischen) und die 
Steuerung der Galvos respektive der Laser. Der Show-Effekt ist 
nebensächlich. Und weil ich alles selber entworfen, aufgebaut (ausser 
die Galvo-Treiber und Galvos) und codiert habe, habe ich mir da diese 
Leistungsbeschränkung selber gesetzt. Weil so etwas NIE von Anfang an 
perfekt funktioniert.

Ich werde mich mal an die LD-Treiber machen und dort etwas nachforschen. 
Das heisst, ich muss wohl oder übel eine neue LD kaufen.

Besten Dank für die Antworten
MFG
Patrick

Autor: Random ... (thorstendb) Benutzerseite
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> die MCU-Steuerung (Kommunikation dazwischen) und die Steuerung der Galvos 
respektive der Laser

Respekt!
So ne Laser-Ausgabe ist nicht allzu simpel, will man Daten vom PC 
streamen.
Bufferst du nen kompletten Frame? Was hast für Galvos?


> Ich werde mich mal an die LD-Treiber machen und dort etwas nachforschen.
> Das heisst, ich muss wohl oder übel eine neue LD kaufen.
Sicherlich machst du es so, ansonsten: Ich hab meinen LD treiber für 
DPSS mit ner dicken 1N ausprobiert und ausgemessen ^^


VG,
/th.

Autor: Patrick B. (p51d)
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Random ... schrieb:
>> die MCU-Steuerung (Kommunikation dazwischen) und die Steuerung der Galvos
> respektive der Laser
>
> Respekt!
> So ne Laser-Ausgabe ist nicht allzu simpel, will man Daten vom PC
> streamen.
> Bufferst du nen kompletten Frame? Was hast für Galvos?

Bei mir ist momentan der Stand der Ausgabe so (habe zwar noch kleine 
Probleme beim streaming):
- dsPIC30F6012A als MCU mit 128MHz
- FT245 als USB-Wandler
- 12 Bit DA Wandler für die Galvos
- 8 Bit PWM (125kHz) für die Laser
- 4x20 LCD

Das ganze ist über ein Bus-System gelöst, um möglichst schnell die Daten 
austauschen zu können. Das ganze ist in C geschrieben.

PC-Seitig habe ich ein kleines C++ Programm geschrieben, welches mir 
ILDA-Dateien ausliest. Diese kann ich in einem anderen Format wieder 
speichern oder normal streamen. (leder besteht da noch ein Problem 
welches ich mit tschosef bespreche, da die IDLA-Dateien leider keine 
kompleten Showinformationen enthalten)
Der FTD2xx Teiber gibt mir 2400 Werte (2x 12 Bit für X und Y = 3Byte + 
RGB in je einem Byte -> total 6 Bytes pro Punkt) aus, die der MCU in ca 
8ms verarbeitet und buffert. Beim Prinzip von den DA-Wandlern und der 
Galvo-Ansteuerung hat mir laserfreak.net auch etwas weitergeholfen 
(fairness bleibt...)

Der Buffer habe ich nicht auf ein Frame beschränkt, sonder auf eine 
Punkt-Anzahl (Total 800, aber jeweils werden 400 ausgegeben und 400 
erneuert).

Die Galvos musste ich nach schmerzhafter Erfahrungen (finanzieller 
hinsicht) mit einem China-Produkt auf die Litrack mit Savety wechseln. 
Ich weiss, nicht High-End aber für meine Einstiegstanforderungen 
wahrscheinlich mehr als geeignet.

Anreiz war eine Party-Idee eines Kollegen und somit habe ich mich etwas 
mit der Materie vertraut gemacht. Das ganze ist leider auf mein 
Wissensstand beschränkt (Schweizer Elektroniker-Lehrling der diesen 
Sommer nach 4 Jahren abgeschlossen hat).


Falls du noch weitere Fragen hast, nur stellen.
Wie siehts bei dir mit dem Wissen der Show-Dateien aus, wenn man fragen 
darf? Kennst du eine Datei ähnlich dem ILDA-Typ wo aber alle 
Informationen enthalten sind, und nicht nur die unoptimierte (Eck- und 
Sprungpunkte nicht vermehrt) eigentliche Info der Frames und Figuren 
hat, sondern auch die Informationen der Punkte, falls sich ein Obijekt 
drehen soll?
(die selbe Frage habe ich jetzt auch tschosef gestellt, da ich momentan 
mit HE Laserscan arbeite...)

MFG
Patrick

Autor: Random ... (thorstendb) Benutzerseite
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Hi,

ich arbeite hin und wieder an einem eigenen Ausgabemodul, ist aber alles 
noch sehr rudimentär (ab und zu nen Modultest).

Leider liegt mein Laserhobby seit 3J relativ brach. Ich habe das 
Material für 500mW RG und 2x 100mW G + 2x EasyLase liegen, alle drei ca. 
25k ILDA, nur kein Bock auf die Feilerei an den Gehäusen.

Ansonsten komme ich mit dem ILDA Format nur in Kontakt mit Mamba bzw. 
LDS2k8.

Hab auch einige schöne Shows gemacht in meiner Zeit bei MediaLas, aber 
im Moment schriterts halt an den Metallarbeiten :-)



VG,
/th.

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