Laserdiode

[Carsten Kurz]

Michael Eggert schrieb:

Auf der anderen Seite sind Laserdioden durch ihren Aufbau schon
mechanisch relativ unempfindlich. Dafür liegt das Limit aber
physikalisch schon so hoch, daß es mit einem kleinen Sack guter
Bauteile für 100 Euronen gut erreicht werden kann, wenn auch eben
nicht mit Hühnerfutter ausm Laserpointer.

http://www.imagesco.com/catalog/holography/HolographySupplies01.html

- Carsten

--
Audio Visual Systems fon: +49 (0)2234 601886
Carsten Kurz fax: +49 (0)2234 601887
Von-Werth-Straße 111 email: audiovisual@t-online.de
50259 Pulheim / Germany WGS84:N50°57'50.2" E06°47'28.5"

 

[Carsten Kurz]

Michael Eggert schrieb:

Auf der anderen Seite sind Laserdioden durch ihren Aufbau schon
mechanisch relativ unempfindlich. Dafür liegt das Limit aber
physikalisch schon so hoch, daß es mit einem kleinen Sack guter
Bauteile für 100 Euronen gut erreicht werden kann, wenn auch eben
nicht mit Hühnerfutter ausm Laserpointer.

Die Amis zeigen's uns mal wieder:

http://www.holoworld.com/dslasers/

- Carsten


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[Alex Wenger]

Hi,

Also daher auch
der fast ebenso gute Strahl des Halbleiterlasers zum HeNe-Laser, bloss
Holographiebilder lassen sich damit nicht machen, also stimmt wohl die
spatial coherence bei ihm nicht so, was auch mit dem
Helligkeitsverteilung-ueber-
Wellenlaenge-Diagramm uebereinstimmen wuerde, das eine deutliche
Glocke und
keine Nadel ist.

doch es geht, wie hier http://www.physiktreff.de/material/holo/holo.htm
und http://www.holografie.com/ld01.html hier zu sehen ist, auch
mit relativ guten Ergebnissen.

Alex

 

[Rolf Bombach]

Michael Eggert wrote:

Im Halbleiter hat man eine Kopplung zwischen Amplituden- und
Phasenrauschen durch den Effekt Ladungsträgerkonzentration -
effektiver BI -> effektive Resonatorlänge. Also über den gleichen Weg,
wie auch durch den Strom bewirkt wird. Die Bandbreite wird größer mit

f_linie' = f_linie * (1+alpha)˛ und alpha = 1,5..6 für Halbleiter.

Frag mich aber bloß nicht, wo das alpha jetzt herkommt
Hab das vor Jahren mal nachgeschlagen und rausgeschrieben, Meschede
dürfte aber ein guter Ansatz sein (hab ich nich hier)....

Na jedenfalls liegen wir mit dem worst case, also alpha = 6, dann bei
ca

f_linie' = 4 MHz

Und das ist denke ich ziemlich realistisch, um nicht zu sagen
großzügig für 50mW.

Aua. Das hätte ich natürlich nicht im Traum gedacht, dass
die Verhältnisse bei den Dioden dermassen krass sind. Wieder
was gelernt, besten Dank für die Berechnung. Ich hatte von
den Gaslasern her kommend die Phasenfluktuation als
Kuriosum abgetan.
Instinktiv hatte ich eh immer einen Bogen um diese
Winzlinge gemacht, insbesondere solche ohne externe
Kavität. Diodenlaser braucht man, um richtige Laser
zu Pumpen :-]. Laser erkenne ich normalerweise am
Drehstromstecker und an den Kühlwasseranschlüssen ;-).
Jetzt leuchtet mir auch dein Hinweis auf die Fluoreszenz-
lebensdauer ein; beim HeNe ist die Wahrscheinlichkeit, dass
ein Fluoreszenzphoton im Laser-Mode landet, so gut wie Null
(1ppm oder so) allein aus Raumwinkelgründen. Bei der Diode
hingegen landet sie praktisch unvermeidbar drin ;-)).

...
Der HeNe, mit dem ich mal gearbeitet hatte (mit dessen Licht
gearbeitet.. nicht drin geschraubt) hat einen Resonator von etwa 40cm,
aufgehängt an Invar-Stäben (Glaskeramik, ändert ihre Länge kaum über
die Temperatur). Die Röhre hat Brewsterfenster, damit hat sich die
Polarisationsfrage erledigt. Achja, stabilisiert auf ne Jod-
Absorptionslinie, Sättigungsspektroskopie, also intra-cavity im
Laserresonator mit drin - aber der lock-in läuft irgendwo bei wenigen
kHz, also gehts da wirklich nur um die Langzeitstabilität.

Jupp, kenn ich. Du hast nichts lustiges verpasst, als du
nicht drin rumschraubtest. Ging üblicherweise so: Praktikant
vergisst Jodzelle zu kühlen, worauf der Laser natürlich nicht
mehr last, alldieweil eine Dose lila Dämpfe im Resonator
steht. Also dreht er wie wild an den Spiegeln, bis die
irgendwie windschief drinhängen. Dann: "Rooolf, könntest
du mal rasch schauen....?" Naja, mit Geduld packt man es
dann.
BTW, Invar ist eine Metalllegierung. Glaskeramik ist
Zerodur, so für Etalons usw.. Beide Materialien haben
so eine S-Kurve der Temperaturausdehnung. Momentan geht
der Trip allerdings Richtung Karbonfaserstäbe; die
grösseren YAGs haben hier jetzt alle solche Materialien.
BTW, Jodstabilisierter HeNe wär auch noch ein Semester-
projekt für Elektronik-Interessierte.

Bei uns wars wohl schon wichtig, um die Leistungsüberhöhung für die
Sättigungsspektroskopie zu haben - inwiefern sich das in "normalen"
HeNe auf die Linienbreite auswirkt, kann ich schlecht einschätzen.

Intracavity-Spektroskopie? Gratuliere zur Nervenstärke.
Vielleicht geht's mit Polarisationsspektroskopie extra-
cavity ;-).

Viele Grüsse Rolf

--
mfg Rolf Bombach

 

[Michael Eggert]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@bluewin.ch> wrote:

Hi!

[Diodenlaser]

Instinktiv hatte ich eh immer einen Bogen um diese
Winzlinge gemacht, insbesondere solche ohne externe
Kavität. Diodenlaser braucht man, um richtige Laser
zu Pumpen :-]. Laser erkenne ich normalerweise am
Drehstromstecker und an den Kühlwasseranschlüssen ;-).

Drehstromstecker allein für die Lüfter, ja?
Och, sowas haben wir auch, aber wenn man den Wirkungsgrad mit ner Lupe
suchen muss, geht mir irgendwie der Spaß abhanden.. Is immer so laut

Jetzt leuchtet mir auch dein Hinweis auf die Fluoreszenz-
lebensdauer ein;

Das kommt so direkt wie gesagt nicht im Schawlow-Townes vor, wird aber
wohl irgendwie in P/h stecken. Ja, ich gelobe, morgen schau ich auch
in die Quellen, die ich zitiere )

beim HeNe ist die Wahrscheinlichkeit, dass
ein Fluoreszenzphoton im Laser-Mode landet, so gut wie Null
(1ppm oder so) allein aus Raumwinkelgründen. Bei der Diode
hingegen landet sie praktisch unvermeidbar drin ;-)).

Och sach das mal nich... Bei geschätzterweise 0,3mm Länge und 10ľm
aktiver Zone haben wir ein Verhältnis von 30:1, bei einem kurzen HeNe
mit 10cm Länge und 1mm Strahldurchmesser auch nur 100:1.

Nur weil eine Laserdiode Lichtleitereigenschaft hat, heißt das ja
nicht, daß am Rand der aktiven Zone reflektiertes Licht auch in TEM00
liegt.

[Jodstabilisierter HeNe]

Jupp, kenn ich. Du hast nichts lustiges verpasst, als du
nicht drin rumschraubtest. Ging üblicherweise so: Praktikant
vergisst Jodzelle zu kühlen, worauf der Laser natürlich nicht
mehr last, alldieweil eine Dose lila Dämpfe im Resonator
steht. Also dreht er wie wild an den Spiegeln, bis die
irgendwie windschief drinhängen. Dann: "Rooolf, könntest
du mal rasch schauen....?" Naja, mit Geduld packt man es
dann.

Hihihi.. Wo hattet Ihr das Teil her?

BTW, Invar ist eine Metalllegierung.

Mag auch sein.

Glaskeramik ist
Zerodur, so für Etalons usw.. Beide Materialien haben
so eine S-Kurve der Temperaturausdehnung.

Äähhh, nee moment mal, ich glaub Zerodur hat irgendwo ein Minimum in
d_l/d_t. Also irgendwo gibts ne Temperatur, wo sich der Ausdehnungs-
koeffizient umkehrt und sich das Zeug halt wieder zusammenzieht. Kann
mich aber auch irren und es war irgendein noch spezielleres Zeugs.

[Qualität der Spiegel im HeNe]

Bei uns wars wohl schon wichtig, um die Leistungsüberhöhung für die
Sättigungsspektroskopie zu haben - inwiefern sich das in "normalen"
HeNe auf die Linienbreite auswirkt, kann ich schlecht einschätzen.

Intracavity-Spektroskopie? Gratuliere zur Nervenstärke.

Wiewowas? ´türlich, macht Ihr doch genauso ("Praktikant vergisst
Jodzelle zu kühlen, worauf der Laser natürlich nicht mehr last"). Wenn
die Spiegelqualität schon nix mehr zur Linienbreite beiträgt, die
Leistung brauchst aber schon.

Vielleicht geht's mit Polarisationsspektroskopie extra-
cavity ;-).

Ääh, was?

Gruß,
Michael.

 

[kai-martin knaak]

On Mon, 05 Jul 2004 22:38:01 +0200, Michael Eggert wrote:

Glaskeramik ist
Zerodur, so für Etalons usw.. Beide Materialien haben so eine S-Kurve
der Temperaturausdehnung.

Äähhh, nee moment mal, ich glaub Zerodur hat irgendwo ein Minimum in
d_l/d_t. Also irgendwo gibts ne Temperatur, wo sich der Ausdehnungs-
koeffizient umkehrt und sich das Zeug halt wieder zusammenzieht. Kann mich
aber auch irren und es war irgendein noch spezielleres Zeugs.

Der Temperaturverlauf der Ausdehnung ist bei Zerodur auf magische Weise so
verbogen, dass sie etwa zwischen 20°C und 100°C weitgehend verschwindet
(Größenordnung 0.05e-6/K). Außerhalb dieser Sattel-Strecke schrumpft es
bei tiefen Temperaturen und dehnt sich bei höheren aus.
---> Siehe:
http://www.optikpraxis.de/infos_zu/glas/zerodur/ausdehnungskurfe.jpg

Entdeckt auf dieser Seite:
http://www.optikpraxis.de/infos_zu/glas/zerodur/zerodur.htm

Ihr habt also beide Recht

---<(kaimartin)>---
--
Kai-Martin Knaak
kmkn@tem-messtechnik.de
gpg-key: http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=kai-martin&op=index&exact=on

 

[Michael Eggert]

kai-martin knaak <kmkn@familieknaak.de> wrote:

Hi!

Ihr habt also beide Recht

Bis auf meinen Quatsch mit dem Minimum im Ausdehnungskoeffizienten..
Der hat natürlich nen Nulldurchgang und die _Länge_ ein Minimum.

Gruß,
Michael.

 

[Thomas Schulz]

moin,

Och, sowas haben wir auch, aber wenn man den Wirkungsgrad mit ner
Lupe
suchen muss,

Wirkungsgrad bei Gaslasern? Ich dachte immer, das sind Heizungen, wo
zufällig noch Licht rauskommt. ;-)

Viel Spass noch
Thomas

--
E-mail Adresse ist existent, wird aber aus verständlichen Gründen nicht
gelesen.
GMX löscht den Spam-Käse sowieso irgendwann.

 

[Rolf Bombach]

Thomas Schulz wrote:

Och, sowas haben wir auch, aber wenn man den Wirkungsgrad mit ner
Lupe suchen muss,

Wirkungsgrad bei Gaslasern? Ich dachte immer, das sind Heizungen, wo
zufällig noch Licht rauskommt. ;-)

Mein persönlicher Rekord: 40kW in, 400mW out. Coherent
supergraphite Krypton. Na bitte, 99.999% Wirkungsgrad.
Als Duchlauferhitzer. Mach das mal nach! Noch Fragen,
Kienzle?
Im Moment bin ich auf die 100 MW Pulsleistung der YAGs
angewiesen, die haben schon so was wie Wirkungsgrad,
beinahe schon vor dem Komma der Prozente ;-).

--
mfg Rolf Bombach

 

[Rolf Bombach]

Michael Eggert wrote:

Drehstromstecker allein für die Lüfter, ja?

Den Spruch muss ich mir merken ;-).

beim HeNe ist die Wahrscheinlichkeit, dass
ein Fluoreszenzphoton im Laser-Mode landet, so gut wie Null
(1ppm oder so) allein aus Raumwinkelgründen. Bei der Diode
hingegen landet sie praktisch unvermeidbar drin ;-)).

Och sach das mal nich... Bei geschätzterweise 0,3mm Länge und 10ľm
aktiver Zone haben wir ein Verhältnis von 30:1, bei einem kurzen HeNe
mit 10cm Länge und 1mm Strahldurchmesser auch nur 100:1.

Der Raumwinkel ist, wie der Name schon andeutet, weder ein
Winkel noch ein Raum, sondern eine Fläche. Runde ich mal
für einen Holo-HeNe auf 150mm auf, dann, moment,
Vierpierrquadratdurchetc, OK, 3ppm. Mal zwei, hinten
ist auch noch ein Spiegel, fällt mir grad ein ;-]

Jupp, kenn ich. Du hast nichts lustiges verpasst, als du
nicht drin rumschraubtest. Ging üblicherweise so: Praktikant
vergisst Jodzelle zu kühlen, worauf der Laser natürlich nicht
mehr last, alldieweil eine Dose lila Dämpfe im Resonator
steht. Also dreht er wie wild an den Spiegeln, bis die
irgendwie windschief drinhängen. Dann: "Rooolf, könntest
du mal rasch schauen....?" Naja, mit Geduld packt man es
dann.

Hihihi.. Wo hattet Ihr das Teil her?

Umgebaut aus normalem älteren HeNe. Riesengebastel mit
Peltier für die Zelle, angepappten Piezos, selber
gelöteter Elektronik usw. Bei Demtröders war man
immer schon, äh, Kostenbewusst :-]. ("Warum schrauben sie
denn alles, man kann vieles doch auch _kleben_. Ja
wissen sie denn, was so eine V-Stahlschraube kostet?
Warum mussten sie für die Abschirmung ein elektropoliertes
Edelstahlblech, das mit der blauen Schutzfolie, nehmen?"
"War die billigste Blechsorte an Lager". "Hmm".)
Die Geschichte vom selber geteerten Garagendach oder
die vom selber eingebauten Autolautsprecher erzähl
ich lieber gar nicht erst....

Vielleicht geht's mit Polarisationsspektroskopie extra-
cavity ;-).

Ääh, was?

Keine Ahnung was ihr treibt, hab nur geraten. Aber wenn
schon Nichtlineare Spektroskopie, dann richtig :-].
Schlusswort: Auf was ich hinaus wollte, der Hobbyelektroniker
kann in der Grundlagenforschung erstaunlich viel erreichen.
Viele Geräte gibt es eben nicht in grossen Stückzahlen,
die Aufgaben sind meist nicht so kompliziert, über-
integriertes Zeug ist eher selten.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Martin Lenz]

Am Sun, 04 Jul 2004 04:36:34 +0200 hat kai-martin knaak
<kmkn@familieknaak.de> geschrieben:

Wenn es auf Frequenz-Stabilität ankommt ist eine Regelung auf die durch
die integrierte Photodiode gemessene Leistung eher ungünstig.

Ein extrem primitiver Stromtreiber, bestehend aus einem passenden
Widerstand und einem Akku ist übrigens in Bezug auf Kurzzeit-Stabilität
nur schwer zu schlagen ;-)

Hatte ich bei ersten Experimenten mit alten CD-Lasern auch so gemacht (und
die erste Diode gekillt, weil ich übersehen hatte, das das
Analogmultimeter auf AC stand und daher nur ca. 70% (?) anzeigte. Aber
auch mit Fotodiode find ich es schwer an die Nennleistung zu gehen, weil
die Dioden laut Datenblatt um einen Faktor 1:2 streuen - oder sind die
Monitordioden inzwischen besser geworden? Wie geht man in der Praxis vor,
wenn man die LD im geregelten Betrieb bei Nennleistung betreiben will, um
den/die richtigen Fotostrom/Laserleistung einstellen zu können?
Naheliegend wäre ein opt. Leistungsmesser - wenn man den aber nicht hat?

--
Martin

 

[Michael Eggert]

Martin Lenz <m.lenz@kreuzgruber.com> wrote:

Hi!

auch mit Fotodiode find ich es schwer an die Nennleistung zu gehen, weil
die Dioden laut Datenblatt um einen Faktor 1:2 streuen - oder sind die
Monitordioden inzwischen besser geworden?

Nein, die sind der Ausschuss aus der Fotodiodenproduktion
Bei etwas besseren Lasern ist ein Datenblatt _für_dieses_Exemplar_
dabei, aus dem man erkennt, bei welchem Strom bei welcher Temperatur
wieviel Licht aus dem Laser kommt und was die Monitordiode dazu sagt.

Wie geht man in der Praxis vor,
wenn man die LD im geregelten Betrieb bei Nennleistung betreiben will, um
den/die richtigen Fotostrom/Laserleistung einstellen zu können?
Naheliegend wäre ein opt. Leistungsmesser

Aber auch nur, wenn die Laserdiode neu/sauber ist.

wenn man den aber nicht hat?

Jemanden fragen, der einen hat?
Oder auf der sicheren Seite bleiben und sich im Zweifelsfall halt mit
der Hälfte der Leistung begnügen.

Gruß,
Michael.

 

[Carsten Kurz]

Martin Lenz schrieb:

Monitordioden inzwischen besser geworden? Wie geht man in der Praxis vor,
wenn man die LD im geregelten Betrieb bei Nennleistung betreiben will, um
den/die richtigen Fotostrom/Laserleistung einstellen zu können?
Naheliegend wäre ein opt. Leistungsmesser - wenn man den aber nicht hat?

Wäre das bei identischen Teilen nicht über eine Temperaturmessung
möglich?

- Carsten
--
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[R.X.]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@bluewin.ch> wrote in message news:<40e82e21$1_1@news.bluewin.ch>...

Michael Eggert wrote:


als ein fuer Holographie
normalerweise angebotener HeNe Laser (TEM00, >20cm Kohaerenzlaenge,
aber offenbar nicht wirklich single mode weil sie keine
Roehrenlaengenregelung haben, obwohl in den Anzeigen oft
'single mode' steht).

Vielleicht transversal single mode, ich glaub das hängt von der Form
der Spiegel ab. Bei einer "billigen" (Melles Griot) Röhre ohne
Stabilisierung hab ich auch mal den netten Effekt gesehen, daß da zwei
Moden unterschiedlicher Polarisation am laufen waren und sich so alle
5 Sekunden abwechselten.

Ich denke auch, dass die mit single mode einfach TEM00 meinen.

Single mode heisst meistens schon single longitudinal mode. Und man
braucht auch keine Roehrenlaengenregelung etc. Das macht man mit
Etalons, und das ist kein so besonders hoher Aufwand. Allerdings
funktioniert das besser mit Lasern mit hoher Verstaerkung, wie zB
bei Argonlasern. Kohaerenzlaengen von 50-100m sind nicht schwer
hinzubekommen.

Inwieweit Laserdioden da besser sind oder nicht, ist ein heiss
diskutiertes topic in den einschlaegigen Holografie-Foren; und da
gibt es pro- und contra-Erfahrungen. Nur wenige Laserdioden sind
geeignet - das Problem ist nicht die Koehaerenzlaenge fuer eine
gegebene Mode, sondern dass die Moden leicht springen, und weil
deren Abstand ziemlich gross ist, versaut einem das jedes Hologramm.

 

[Michael Eggert]

redlum.xohp@wanadoo.fr (R.X.) wrote:

Hi!

[HeNe]

Single mode heisst meistens schon single longitudinal mode. Und man
braucht auch keine Roehrenlaengenregelung etc. Das macht man mit
Etalons, und das ist kein so besonders hoher Aufwand.

Nur müssen die in den Resonator - geht schlecht, wenn man eine
Discolaserröhre hat

Nur wenige Laserdioden sind
geeignet - das Problem ist nicht die Koehaerenzlaenge fuer eine
gegebene Mode, sondern dass die Moden leicht springen, und weil
deren Abstand ziemlich gross ist, versaut einem das jedes Hologramm.

Klar..

FP (Fabry-Perot, Endflächen als Spiegel) können - auch wenn sie, wie
hier geschrieben wurde, bei hoher Leistung singlemodig laufen - ihre
Mode wechseln. Tun sie auch gerne, mit Strom, Temperatur und
Mondphase.

DFB (Distributed Feedback, eingeprägte Interferenzfilter als Spiegel)
tun das nicht, sie kennen nur eine Mode.

Gruß,
Michael.

 

[MaWin]

Martin Lenz <m.lenz@kreuzgruber.com> schrieb im Beitrag <opsau9ldeqe382vs@news.inode.com>...

Aber auch mit Fotodiode find ich es schwer an die Nennleistung zu gehen,
weil die Dioden laut Datenblatt um einen Faktor 1:2 streuen - oder sind die
Monitordioden inzwischen besser geworden? Wie geht man in der Praxis vor,
wenn man die LD im geregelten Betrieb bei Nennleistung betreiben will, um
den/die richtigen Fotostrom/Laserleistung einstellen zu können?
Naheliegend wäre ein opt. Leistungsmesser

Deswegen werden die ja hergestellt.

wenn man den aber nicht hat?

Nimmt man eine bekannte Laserdiode, laesst sie auf eine Photodiode scheinen,
und vergleicht den Photostrom mit der Einzustellenden.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[kai-martin knaak]

On Fri, 09 Jul 2004 12:47:27 +0200, Martin Lenz wrote:

Aber
auch mit Fotodiode find ich es schwer an die Nennleistung zu gehen, weil
die Dioden laut Datenblatt um einen Faktor 1:2 streuen

Nimm den Nennstrom und vertraue darauf, dass die Diode dabei die vom
Hersteller angegebene optische Nennleistung bringt.

- oder sind die Monitordioden inzwischen besser geworden?

Wie geht man in der Praxis vor,
wenn man die LD im geregelten Betrieb bei Nennleistung betreiben will, um
den/die richtigen Fotostrom/Laserleistung einstellen zu können?

Man fährt den Strom auf den im Datenblatt angegebenen Maximalwert und
misst parallel das dabei anfallende Photodioden-Signal.

Naheliegend wäre ein opt. Leistungsmesser - wenn man den aber nicht hat?

Oder wenn man kein Datenblatt hat:
Dann nimmt man die Kurve von Strom gegen optische Leistung auf und achtet
auf den Punkt, an dem die Steigung etwas weniger steil wird. Dieser Strom
ist kurz vor der Zerstörschwelle. Also sehr vorsichtig hochdrehen!
Etwa 10% darunter ist dann der sichere Maximal-Strom.

Soweit ich weiß, ist es zumindest bei den "high power"-Dioden jenseits
von 5mW üblich, beim Hersteller die Dioden auf diese Weise zu testen und
erst dann die Leistung zu spezifizieren.

Ein für eine bestimmte Wellenlänge geeignetes Powermeter lässt sich
übrigens einigermaßen leicht improvisieren. Nimm eine Fotodiode mit
einigermaßen großer Fläche (z. B. BPW34) und rüste sie mit einem
Vorverstärker aus (OpAmp als Impedanzwandler beschaltet). Gehe zu
jemanden, der ein offizielles Powermeter hat und nimm eine Laserdiode mit
Batteriebetrieb mit (Laserpointer). Wichtig ist, dass der Laserpointer die
gleiche Wellenlänge hat, wie der Laser, den Du letztendlich vermessen
willst. Für verschiedene Leistungen nimmst Du Vergleichsmessungen
zwischen der Fotodiode und dem Powermeter vor. Die Messwerte ergeben eine
Kalibrierkurve für den selbstgebauten Detektor. Auf etwa 10% bekommt man
das sicher hin. Jenseits davon wird absolute Leistungsmessung aufwendiger
aber die Laserdioden-Datenblätter stimmen ohnehin nicht genauer mit der
realen Welt überein

Viel Spaß beim Leuchten und Lasern!

---<(kaimartin)>---

--
Kai-Martin Knaak
kmkn@tem-messtechnik.de
gpg-key: http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=kai-martin&op=index&exact=on

 

[Rolf Bombach]

R.X. wrote:

Ich denke auch, dass die mit single mode einfach TEM00 meinen.

Single mode heisst meistens schon single longitudinal mode. Und man
braucht auch keine Roehrenlaengenregelung etc. Das macht man mit
Etalons, und das ist kein so besonders hoher Aufwand. Allerdings
funktioniert das besser mit Lasern mit hoher Verstaerkung, wie zB
bei Argonlasern. Kohaerenzlaengen von 50-100m sind nicht schwer
hinzubekommen.

Wenn man mal mit dem Daumen durch die HeNe Kataloge geht, ist
ein häufiges Schlagwort "single mode (TEM00)". SLM heisst
meist "single frequency" und wird praktisch ausschliesslich
über Cavity-Längenregelung erreicht. Da thermische Regelung
sehr einfach zu realisieren ist, kann der hohe Preis der
Geräte nicht erklärt werden, eventuell reines Stückzahlproblem.
Ausgenützt wird, dass bei kurzen HeNe nur eine Mode pro
Polarisation anschwingt.
Argonlaser ist eine ganz andere Baustelle. Durch die starke
Modenkopplung durch beträchtliche homogene Linienverbreiterung
und die üblicherweise grössere Baulänge kommt da ohne zusätzliche
Massnahme nur zeitlicher und frequenzmässiger Modensalat raus.
Sicher ist ein Etalon eher eine einfache Massnahme, die Frage
ist, wie stabil das läuft. Also ob man Frequenzstabilität haben
will oder einfach eine ungewisse Zeit lang Betrieb auf einer
Mode.
Der Z-Lok/Etalon Lok Zusatz zum Spectra-Laser sieht jeden-
falls so aus, als wäre er deutlich teurer als ein kompletter
stabilisierter HeNe.

Inwieweit Laserdioden da besser sind oder nicht, ist ein heiss
diskutiertes topic in den einschlaegigen Holografie-Foren; und da
gibt es pro- und contra-Erfahrungen. Nur wenige Laserdioden sind
geeignet - das Problem ist nicht die Koehaerenzlaenge fuer eine
gegebene Mode, sondern dass die Moden leicht springen, und weil
deren Abstand ziemlich gross ist, versaut einem das jedes Hologramm.

Um Diodenlaser konnte ich mich bis jetzt mit Erfolg
drücken. Wie stark beim Ar-Laser ein Mode-Hop das Hologramm
versaut, kann ich nicht beurteilen, bin nie über holographische
Interferometrie hinausgekommen, und dort muss nur ein Schuss
aus dem Rubinlaser single-mode sein und durch das durchsichtige
Objekt durchgehen und das Ding ist im Kasten.
Ausnehmend wenig Unterhaltungswert hat auch das Abstimmen
gepulster Laser auf CW-Seedlaser. Auch das geht dann nur
über Cavitylängenregelung, allerdings unter erschwerten
Bedingungen :-]. Wir haben gleich 2 gepulste SLM-YAGs,
einer erfüllt die Specs um Faktoren nicht, der anderer
geht schon gar nicht erst. Für 20kE würden sie das Gerät
wieder hinkriegen, meint der Hersteller. Nein danke, meinen
wir.

--
mfg Rolf Bombach

 

[R.X.]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@bluewin.ch> wrote in message news:<40f960c5_3@news.bluewin.ch>...

R.X. wrote:

Ich denke auch, dass die mit single mode einfach TEM00 meinen.

Single mode heisst meistens schon single longitudinal mode. Und man
braucht auch keine Roehrenlaengenregelung etc. Das macht man mit
Etalons, und das ist kein so besonders hoher Aufwand. Allerdings
funktioniert das besser mit Lasern mit hoher Verstaerkung, wie zB
bei Argonlasern. Kohaerenzlaengen von 50-100m sind nicht schwer
hinzubekommen.

Wenn man mal mit dem Daumen durch die HeNe Kataloge geht, ist
ein häufiges Schlagwort "single mode (TEM00)". SLM heisst
meist "single frequency" und wird praktisch ausschliesslich
über Cavity-Längenregelung erreicht.
Bei HeNe's mit internen Spiegeln, nehme ich an.
Da thermische Regelung
sehr einfach zu realisieren ist, kann der hohe Preis der
Geräte nicht erklärt werden, eventuell reines Stückzahlproblem.
Ausgenützt wird, dass bei kurzen HeNe nur eine Mode pro
Polarisation anschwingt.

Klarerweise ist erstmal nicht definiert, was "single mode" heissen
soll, transversal oder longitudinal. Wenn man von single mode fuer
Holographieanwendungen spricht (zB bei DPSS Lasern), dann ist
longitudinal gemeint, weil TEM00 eh vorausgesetzt ist (ohne TEM00
braucht man gar nicht anfangen, weil die verschiedenen Strahlkomponenten
ia gar nicht kohaerent zueinander sind).

Argonlaser ist eine ganz andere Baustelle. Durch die starke
Modenkopplung durch beträchtliche homogene Linienverbreiterung
und die üblicherweise grössere Baulänge kommt da ohne zusätzliche
Massnahme nur zeitlicher und frequenzmässiger Modensalat raus.
Sicher ist ein Etalon eher eine einfache Massnahme, die Frage
ist, wie stabil das läuft.

Ziemlich - man braucht aber ein temperaturstabilisiertes Etalon (0.01C oder besser).
Wenn das mal im thermischen Gleichgewicht ist, wird eine gegebene
longitudinale Mode lange gehalten. Bei meinem Argonlaser (Lexel 88)
vielleicht 10 Minuten, aber das ist auch kein speziell stabilisierter
Laser, sondern der wurde vorher in der Ophtalmologie eingesetzt.

Also ob man Frequenzstabilität haben
will oder einfach eine ungewisse Zeit lang Betrieb auf einer
Mode.

Genau der Punkt. Die Laser welche extra Jod-Zellen o ae haben, sind
frequenzstabilisiert, und ich denke das ist was oben mit den teuren
HeNe Lasern gemeint wurde. Einfache longitudinale Modenstabilisierung
ist keine so grosse Sache, solange man externe Spiegel hat und daher
ein Etalon verwenden kann. Jod Zellen gibt es insbesondere als Zusatz fuer
Argonlaser um die Frequenz auf einige Mhz genau zu bestimmen bzw
zu locken. Siehe zB
http://www.lexellaser.com/techinfo_features_single-freq.htm

Inwieweit Laserdioden da besser sind oder nicht, ist ein heiss
diskutiertes topic in den einschlaegigen Holografie-Foren; und da
gibt es pro- und contra-Erfahrungen. Nur wenige Laserdioden sind
geeignet - das Problem ist nicht die Koehaerenzlaenge fuer eine
gegebene Mode, sondern dass die Moden leicht springen, und weil
deren Abstand ziemlich gross ist, versaut einem das jedes Hologramm.

Um Diodenlaser konnte ich mich bis jetzt mit Erfolg
drücken. Wie stark beim Ar-Laser ein Mode-Hop das Hologramm
versaut, kann ich nicht beurteilen, ...

Damit habe ich mich ausgiebig beschaeftigt und herumgespielt. Kurz,
mode hops machen bei Argonlasern in der Praxis nicht viel aus, im
Ggs zu Diodenlasern. (Laenger: solange nur eine Mode schwingt, ist
die Kohaerenzlaenge "unendlich", was in der Praxis 100m oder so
sind, entsprechend einer Linienbreite von einigen Mhz. Wenn nun die
Mode zu einer benachbarten springt, deren Abstand etwa der
Resonatorlaenge L entspricht, dann verringert sich die Kohaerenzlaenge
effektiv auf etwa die Resonatorlaenge. Bei zwei jumps auf die
Haelfte, und bei N jumps auf L/(N-1). ). Wenn beim Argonlaser
L=1m ist, machen also ein oder einige wenige jumps bei ueblichen
Hologramm-Abbildungstiefen nicht viel aus. Beim Diodenlaser
entspricht der Modenabstand aber < 1mm, was bedeutet dass schon ein
jump das Hologramm killt. Daher ist die Fraktion der Holographen,
welche mit Diodenlasern arbeiten, sehr mit der Modenstabilisierung
beschaeftigt, dh mit elaborierten Temperaturkontrollern etc.).
DPSS Laser sind wieder eine etwas andere Sache.... hochgenau
tempstabilisiert muessen die auf alle Faelle auch werden.

t. Für 20kE würden sie das Gerät

wieder hinkriegen, meint der Hersteller. Nein danke, meinen
wir.

lol...

 

[Rolf Bombach]

R.X. wrote:

Genau der Punkt. Die Laser welche extra Jod-Zellen o ae haben, sind
frequenzstabilisiert, und ich denke das ist was oben mit den teuren
HeNe Lasern gemeint wurde. Einfache longitudinale Modenstabilisierung
ist keine so grosse Sache, solange man externe Spiegel hat und daher
ein Etalon verwenden kann. Jod Zellen gibt es insbesondere als Zusatz fuer
Argonlaser um die Frequenz auf einige Mhz genau zu bestimmen bzw
zu locken. Siehe zB
http://www.lexellaser.com/techinfo_features_single-freq.htm

Genau. Sieht verdächtig gleich aus wie bei Spectra ;-). Jod-
Zellen sollte man im Moment in unserm Labor nicht erwähnen.
Jetzt liegen schon welche bis 10cm rum. Durchmesser.

Das bizarrste mit Iodzellenstabilisierung ist mir bei Demtröder
passiert. Ich hatte eine Zelle im Strahl eines single-mode
Farbstofflasers als Wellenlängenmarkierer eingebaut. Allerdings
hinter einer Ecke, ich konnte die Zelle nicht sehen. Aber
Kollege hat gerufen, falls die Frequenz gesprungen ist. Irgend-
wann war mir das zu blöd und ich hab direkt beim Laser
eine zweite Iodzelle hingestellt. Das endete unerwartet
in Zank, Kollege sah die Fluoreszenz in der Zelle bei
andern Wellenlängen. Beide Zellen nebeneinander: Tatsächlich,
sie reagierten auf unterschiedliche Wellenlängen. Mir kam das
seltsam vor, da Iod ja nur ein stabiles Isotop hat und somit ein
Reinelement ist. Irgendwann kam raus, "jemand aus Karlsruhe
hat uns das mal geschenkt". Hab diese Zelle dann sehr
vorsichtig weggepackt...

--
mfg Rolf Bombach