Laser Pulse Detection

Physikalische Grundlagen, Information und Fragen zu Lasern.

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goe
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Laser Pulse Detection

Beitrag von goe » Mo 21 Sep, 2020 7:26 am

Hallo, Guten Tag

Ich arbeite an der Entwicklung von Laser Drivern - im elektronischen Bereich - für das Thema Eye Safety ist es notwendig zu erkennen ob der Laserpuls auch tatsächlich ausgesandt wurde. Mich würde interessieren ob es neben dem Umlenken eines Teils der optischen Strahlung noch andere interessante und technisch realisierbare Möglichkeiten gibt die optische Laser Energie zu Messen bzw zu erkennen op der Puls tatsächlich ausgesandt wurde - Dabei wird ein sehr kurzer Puls (5 - 20 ns / 925 nm ) durch eine vorgesetzte Linse ausgestrahlt.

Gibt es jemanden der sich damit auskennt, ob es möglich ist einen Teil der optischen Energie zu reflektieren und die relektierte optische Strahlung zu verändern damit sie vom ausgesandten Puls unterschieden werden kann - die relektierte und veränderte Strahlung sollte eventuell gestreut oder umgelenkt werden damit sie am vom am Rand angebrachten Sensoren erkannt werden kann.
Der in vorwärtsrichtung ausgestrahlte Laserpuls sollte dabei nicht divergiren und bis auf die Intensität nicht beeinflusst werden.

schönen Tag und vielen Dank für das Interesse

Death
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Re: Laser Pulse Detection

Beitrag von Death » Mo 21 Sep, 2020 9:09 pm

Hallo goe,

der Sinn einer Safety ist es doch bei Lasershows zu überwachen ob die Spiegel auch geschwenkt werden durch die Software und ob der Scanwinkel nicht zu klein ist.

Ob der Laser dabei feuert oder nicht, ist erst mal zweitrangig. Wenn die Software einen stehenden Beam provoziert wegen Fehlprogrammierung muss die Safety eingreifen und den Laser abschalten.

Wenn Spiegelschwenkertechnisch was defekt geht ( Galvo hängt oder Spiegel ist abgefallen und liegt ungünstig ), muss der Not-Aus betätigt werden. Deswegen sollten so Anlagen auch nicht ohne Aufsicht als Stand-Alone betrieben werden.


In meinem Trumph Medizin YAG wird nicht nur das Zünden der Pumpquelle überwacht sondern auch, ob ein Laserstrahl erzeugt wurde ( Der YAG-Rod könnte ja gebrochen sein, oder die Resonanz ist nicht mehr gegeben ). In einer "Dunkelkammer" wurde der Strahl durch ein schräges Fenster geleitet, in einem bestimmten Winkel sitzt ein Sensor und überwacht den Prozeß. Fehlt der Impuls, geht das Gerät in Störung.


Aber wie gesagt, damit bekommst du nur mit, ob der Impuls auch erzeugt wurde. Ob der dich Blind geschossen hat, kriegst du erst mit, wenn einer Wild und Wahllos irgendwelche Knöpfe am Gerät drückt und eventuell am Geschrei.

Deswegen verstehe ich deine Form des Eye Safety erst mal nicht.


Bin mal gespannt, was die Freaks dazu sagen :D


Gruß
Michael

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jojo
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Re: Laser Pulse Detection

Beitrag von jojo » Di 22 Sep, 2020 11:54 am

goe hat geschrieben:
Mo 21 Sep, 2020 7:26 am
Dabei wird ein sehr kurzer Puls (5 - 20 ns / 925 nm ) durch eine vorgesetzte Linse ausgestrahlt.
Das scheint keine Showanwendung zu sein.
Ohne nähere Info zur Anwendung sind Ideen dazu kaum möglich.

Gruß

Joachim
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Re: Laser Pulse Detection

Beitrag von goe » Di 06 Okt, 2020 8:37 am

Hallo Joachim, Michael
vielen Dank für eure Rückmeldung.
Ja die Anwendung ist keine Show Anwendung - es geht um die nächste Generation von Lasersystemen im Auto - Solid State Laser ohne Spielgel - mit vorgesetzter Linse und als Empfänger ein Array aus avalanche Photodioden - es wird also ein Kamerasystem im Auto implementiert um das autonome Fahren zu unterstützen.
Da ich aus der Elektronik Ecke komme und optisch nicht so erfahren bin hätte mich interessiert ob jemand neben bekannten optischen Phänomenen wie Reflexion / Brechung etc. noch einen Hinweis hat in welche Richtung man noch denken könnte. Also um Eye Safety zu garantieren ist es notwendig jede einzelne Laserdiode (hier ein Array) zu überwachen und sicherzustellen dass die Diode noch funktioniert. Leider gibt es keinen direkten Zusammenhang zwischen elektrischen Parametern und optischen (Lichtleistung) sodass man indirekt messen könnte. Optische feedback Systeme sind also fast unausweichlich - dennoch denke ich dass es vielleicht eine Möglichkeit gibt die nicht ganz offensichtlich ist und eine sichere und vorallem dauerhafte (mind. 10 Jahre) stabile Lösung sein könnte.
Was mir physikalisch einfällt ist - ev. Compton Effekt - Herausschlagen von Ladungsträgern und Messen einer charakteristischen Strahlung - ev. Fluoreszenz und somit zeitliche Trennung von Vorwärtsstrahl und Effekt den er verursacht wenn er durch ein Material geht- oder ???

LG. Gerhard

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VDX
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Re: Laser Pulse Detection

Beitrag von VDX » Di 06 Okt, 2020 11:04 am

... das Einfachste dürfte eine um 45° schräge angestellte Folie oder Glas- oder Kunststoffplättchen kurz nach den Laserdioden sein.

Diese 45°-Flächen sollen für den Laser "durchsichtig" sein, aber etwas Reflexion zur Seite weg auf den Sensor umleiten.

Ich habe aktuell ein ähnlich gelagertes, aber doch unterschiedliches Problem mit NIR-LED's oder 975nm-Laserdioden zur Beleuchtung von kleinen bewegten Objekten vor der Kamera, wo von den Lichtquelen mitbeleuchtete Teile im Hintergrund ausgeblendet/ignoriert werden sollen :freak:

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Re: Laser Pulse Detection

Beitrag von coffeediver » Di 06 Okt, 2020 5:35 pm

Mechanisch am einfachsten ist es wenn Laserdioden mit integrierter Photodiode verwendet werden.
Die Photodiode ist im Gehäuse der Laserdiode eingebaut, und kann sich durch die Erschütterungen, wie sie im Automobil ständig vorkommen nicht verstellen.
Allerdings kann nur überprüft werden, ob die Laserdiode einen Laserstrahl erzeugt, nicht aber ob dieser das Fahrzeug auch verlassen kann oder von Schnee, Laub, Vogelkot... daran gehindert wird.

Gruss Andreas

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Re: Laser Pulse Detection

Beitrag von JETS » Di 13 Okt, 2020 2:59 pm

Hast doch bestimmt dann eh eine Rückfahrkamera an Board, die sieht den Laser dann ja wiederum.
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Bunt ist nur eine Frage des Spektrums.

...wäre unsere Phantasie realistisch, dann wäre unsere Realität phantastisch.

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