unsicher beim 445nm Laser-Selbstbau

[rac]

Hi, bin neu hier aber nicht ganz unerfahren mit Lasern. Da ich meine "großen" Laser für ein Projekt nicht verwenden kann/will, möchte ich gerne einen Diodenlaser selberbauen.
Da ich zwingend eine hohe Leistung benötige, habe ich mich für eine blaue Laserdiode (1.5-2W, 445 nm, Glaslinse) entschieden. Als Treiber wollte ich 2 parallele Micro Flexdrives V5 mit je 900mA verwenden. Die Diode+Halterung und die Lasertreiber kommen auf seperate TECs, welche widerrum aktiv luftgekühlt werden sollen. Strom gibts von einem regelbaren Netzteil.

Hab ich dabei irgendwas vergessen, oder könnte das in euren Augen funktionieren?

Beste Grüße
Andreas

PS: entsprechender Laserschutz/Beauftragter ist vorhanden, Strahl wird zu einem Lichtschnitt aufgefächert.

[thomasf]

Hi,

also 1,5-2W 445nm Dioden gibt es so nicht. Man kann wohl bis kurz vorm abnippeln der Diode auf ca. 1,5W kommen. Lange hält die dann aber nicht. Was soll das für ein treiber sein? Aus der Diode ist im pflegsamen Betrieb so 800mW raus zu holen, mehr geht auch rate ich persönlich aber von ab.

Wenn du die Leistung brauchst wäre ein koppeln von 2 dioden über polwürfel oder spiegelschnitt die beste Lösung.

Dioden solltest du TEC Kühlen den Treiber ehr nicht.

Thomas

[rac]

Danke für deine Antwort. Als Dioden wollte ich diese hier kaufen :

http://cgi.ebay.com/1-5-2W-445nm-Blue-D ... 27bb33a762

und hier der Trieber:

http://cgi.ebay.com/Prewired-Micro-Flex ... 27bb2ed7b8

Vielleicht sollte ich noch dazu sagen, dass die Dioden nicht länger als 2 bis 3 Minuten dauerhaft im Einsatz sein sollen. Das mit dem Polwürfel muss ich mir mal anschauen.

[decix]

Irre die mit 1.5 - 2W anzupreisen. Total verrückt!

[fesix]

Oder einfach nur unseriös....

[rac]

Hmm... was genau ist denn der limitierende Faktor bei diesen Dioden? Also was geht in den Teilen kaputt bei Stromstärken über 1000mA?

[thomasf]

was hast du denn für einen "großen" Laser? Mir scheint das du überhaut keine Ahnung von der Materie hast und dir hier einen Pointer bauen willst.

Die ebay Angebote, die du hier eingestell hast, sind einfach mal schrott, diese Diode sollte man nicht bei so hohen Strömen betreiben.
Betrieb ausserhalb der Spezifikation tut numal nicht gut und fertig.

Erklär uns erstmal dein Projekt

Thomas

[tracky]

Von denen kam bisher nur überdrehte Module auf den Markt. Hauptsache viel Leistung! Wie lange ist ne andere Sache.

So jetzt mal zu Dir:

Mir scheint als soll die Diode als "Spielzeug" fungieren! Nichts für ungut, aber Pointer sind hier wie das rote Tuch. Der Flexdrive wird im Photonenlexicon angeboten. Über die Qualität kann ich nicht viel sagen, die Amis scheinen alle diesen Driver zu benutzen. Letztendlich kommst Du nicht um einen Spiegelschnitt, oder PW Kopplung von 2 Dioden herum, um diese Leistung zu bekommen. Zwischen 700 - 850mW laufen die Dioden beruhigend gut, ohne die Gewissheit zu bekommen, man überfährt sie im Strom. Du kannst unter Umständen auch LD parallel betreiben, wenn Du sie noch mit jeweils einen in Serie geschalteten Widerstand betreibst. Sterben LD geht meist "nur" der Übergang (Substrat) kaputt, Strom fließt nach wie vor weiter. Geht allerdings eine Diode richtig kaputt (kein Übergang/Strom), dann hast Du bei Parallelbetrieb ein großes Problem und die zweite Diode wird sich früher, oder später ihrem Vorgänger anschließen.

Tip: Erst mal die Grundlagen der Elektronik büffeln, um zu verstehen, was da abgeht.

[rac]

Ok.. ihr habt es nicht anders gewollt

Also ein Laserpointer soll es nicht werden. Ich bin Doktorand im Bereich Strömungsmechanik an einer Uni. Ich verwende einen kontinurierlich emittierenden 5W Coherent Argon-Ionen Laser und einen gepulsten 200mJ Dual Head Nd:YAG Laser für strömungsmesstechnische Untersuchungen in Flüssigkeiten.

Für das Projekt benötige ich einen CW Laser mit hoher Leistung im sichtbaren Bereich (Wellenlänge ist recht egal). Der Laserstrahl soll dann durch eine Optik (zwei zu einander verdrehte Zylinderlinsen) in einen dünnen Lichtschnitt transformiert werden. Dieser Lichtschnitt beleuchtet Partikel im zu untersuchenden Fluid (die Messtechnik nennt sich Particle Image Velocimetry).. die Reflektionen dieser Partikel soll von einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen werden. Die hohe Leistung ist wegen der Kamera nötig.. belichetet mal eine Fläche von 300x240mm mit nen 20mW Laser für 2000 Bilder/s. da kommt man nicht weit. 1-2W Leistung "könnten" reichen. In Zeiten leerer Uni-Kassen muss man halt auch als Doktorand schauen wo es günstige Alternativen gibt.

Also wie ihr seht soll hier kein Spielzeug gebaut werden. Meine Labore sind laserschutztechnisch abgenommen, einer unserer Laboring. ist Laserschutzbeauftragter.. also ich weis womit ich zutun habe. Leider bin ich Maschienbauer und kein E-Techniker und habe mich auch nie mit dem Bau von Lasern beschäftigt..

Angebote auf ebay kann ich nicht einschätzen bzw. einordnen, ich sehe nur was dort angeboten wird und in anderen amerikanischen Foren damit gebaut wird. Daher frage ich hier nach ob es realistisch ist..

[floh]

Ok... das Ist ja schon mal eine andere Voraussetzung... Eigentlich gehören solche Infos in das erste Post, zusammen mit einer kleinen Vorstellung.

Wenn du möglichst viel Licht in die Kamera bringen möchtest, ist es angebracht erst mal die Wellenlänge zu definieren. Die Aussage "Wellenlänge ist recht egal" passt eventuell gar nicht zu der Kamera. Für das menschliche Auge wäre z.B. grün viel besser geeignet, viele Kameras haben eine ähnliche Empfindlichkeitskurve damit die Bilder auch anständig aussehen.
Ach ja, ZU VIEL Licht tut der Kamera auch nicht zwingend gut! Es macht also Sinn erst mal zu berechnen wie viel es wirklich sein muss und darf. Es wäre schade die teure Highspeed Kamera bei den ersten Versuchen schon zu schrotten.

Dann sollten wir noch wissen was du dir in Sachen Strahldurchmesser und Divergenz vorstellst, das ist beides nicht mit einem 5W Argonbrenner zu vergleichen. Dioden, gerade diese 445nm Exemplare, sind bekannt dafür, dass diese Werte nur beschränkt gut sind. Man kriegt sie mit optischen Tricks einigermassen hin aber eben...

Erst mit diesen Angaben kann man anfangen den passenden Laser zu suchen und zu schauen wo es den für vernünftig Geld auch zu haben gibt.

[lightwave]

Wieso drehst Du dann nicht einfach den Argon von der Leistung auf 2 Watt runter?

[rac]

Die quantum efficiency des Spektrums der Kamera hab ich vorliegen. Die 445nm sind nicht optimal, 532nm wären besser, irgendwas rotes noch besser.. jedoch habe ich mich halt erstmal stupide an die verfügbaren Dioden und deren Leistung orientiert. Ob ich nun mit 445nm nur jedes 5 Phonton einfange oder mit 532nm jedes 4. war mir dann auch recht egal..

Strahldurchmesser nicht mehr als 3mm, Divergenz recht egal.. kurzer Abstand (300mm) zur Anwendung.

Wieso drehst Du dann nicht einfach den Argon von der Leistung auf 2 Watt runter?

weil der über eine spezielle Optik (Strahlteiler, Filter) in diverse Glasfaserkabel eingekoppelt wird und ich diese Optik demontieren und später wieder einstellen müsste . Wer das schonmal gemacht hat, kann sicherlich verstehen warum ich darauf wenig Lust habe. Der letzte Besuch von Coherent deswegen hat 3000,- gekostet und für das Geld würde ich sicherlich nen DPSS Laser bekommen.

[andythemechanic]

Hallo,

Also die Treiber die du da zeigst sind auch eher Pointertreiber. Ob die Dauerbetrieb aushalten wage ich zu bezweifeln.
Außerdem gibts die Dioden und vernünftige Treiber dafür auch hier in Deutschland, da ersparst du dir Ärger mit dem Zoll und es ist evtl sogar günstiger.

Grüße
Andreas

P.S. wenn du das nächste mal deinen Argon einstellen musst sag Bescheid. Am Ende meiner Doktorandenzeit hab ich es in ca. einer Stunde geschafft das Monster sauber in die Single Mode Faser zu kriegen.

[floh]

ich hätte jetzt eher den Weg eingeschlagen "Wenn man zwischen Strahlaustritt und Optik einen Spiegel rein bekommt, muss man gar nichts verstellen und anschliessend auch nicht neu justieren."
Man zweigt den Beam bei Bedarf einfach ab, und nachher macht man den Spiegel wieder raus.

Und wer begriffen hat wie die Optik tut, justiert das ganze auch alleine. Natürlich macht man das nicht bei den vollen 5W sondern bei so viel wie gerade noch gescheit Licht kommt um justieren zu können. Etwas Geduld muss man natürlich mitbringen aber 3000 Flocken für einen Techniker des Herstellers finde ich etwas arg viel für sowas.

[rac]

Und wer begriffen hat wie die Optik tut, justiert das ganze auch alleine. Natürlich macht man das nicht bei den vollen 5W sondern bei so viel wie gerade noch gescheit Licht kommt um justieren zu können. Etwas Geduld muss man natürlich mitbringen aber 3000 Flocken für einen Techniker des Herstellers finde ich etwas arg viel für sowas.

Ich hab den Techniker damals nicht geholt.. das war mein Vorgänger. Problematisch ist halt auch das der Gaslaser im Nebenraum steht.

[floh]

Problematisch ist halt auch das der Gaslaser im Nebenraum steht.

Das Problem löst man mit ein paar Spiegelchen oder mit der Bohrmaschine. Ok, Spass beiseite, du brauchst einen Laser mit ca. 1-2W. Zwei blaue via Polwürfel wären eine Variante oder ein grüner DPSS, die kosten nicht mehr so viel wie auch schon und es gibt sie als fixfertige Systeme für mittlerweile relativ wenig Geld. Zumindest wenn die Anforderungen an die Strahlqualität nicht allzu hoch sind.
Schau mal auf der Seite von guido http://www.mylaserpage.de in den Shop. Er hat hier einen sehr guten Ruf und ich denke die Preise dort sind fair und das Material hat die entsprechende Qualität die den Preis rechtfertigt. Natürlich gibt es auch noch andere Händler in der Spannweite von topseriös bis äusserst dubios. Wer sonst noch Quellen kennt soll die posten. Denk einfach dran: Allzu billig ist immer ein Zeichen dafür, dass was nicht stimmt. Leistungsangaben sollte man nur vertrauen wenn man selber nachgemessen hat.

[rac]

Moin, ich habe meinen Plan letzte Woche umgesetzt, nachdem ich vor ca. 4 Wochen erstmal nur eine 445nm Diode, einen Flex Treiber und eine Linse in den Staaten für knapp 80€ bestellt habe. Dazu noch ein 27W Peltierelement für 19€ bei Conrad und ein alter CPU Kühler von Intel.

Im Bildanhang seht ihr was ich daraus gebastelt habe.. schaffe wie ihr im 5. Bild sehen könnt knapp 900mW (1000fache Abschwächung) bei 3,6V. Mehr ist sicherlich auch möglich.. hab mich aber noch nicht getraut. Meine Kühlung ist jedoch sehr effektiv bei konstant 8°C.

Beste Grüße
Andy

[thomasf]

nicht die Spannung ist wichtig, sondern der Stom der durch die Diode fließt!

Edit: und wieder mal ein Beispiel dafür, das Gut zureden keinen Erfolg bringt. Mal sehen wie lange dein Aufbau durchhält:-)

THomas

[tracky]

Und der dürfte bei dieser Leistung so um die 900mA liegen. Mal ehrlich, warum die Diode so quälen?

[goamarty]

Warum siehst du das als Qual an? Im Beamer werden die Dioden doch deutlich über 1A/1W betrieben, und das bei bis zu 60°C. Ich halte nur das Peltier mit 27W für etwas überdimensioniert, wo doch die Verlsutleistung der Diode <=5W sein dürfte. Der ganze Aufbau ist auch riesig. Gut ich habe sie auch an einem alten CPU Kühlkörper, aber ohne Peltier, da beleibt sie bei 0,5W auf Raumtemp. Ist aber noch experimentell, bau ich nicht so in den projektor.

[djjule007]

Hi,

Kühl die Diode nicht zu stark!

Gruß
Julian

[rac]

nicht die Spannung ist wichtig, sondern der Stom der durch die Diode fließt!

Edit: und wieder mal ein Beispiel dafür, das Gut zureden keinen Erfolg bringt. Mal sehen wie lange dein Aufbau durchhält:-)

THomas

Was für ein Problem hast du eigentlich? Der Laser hat 2h Betrieb bei knapp 900mW durchgehalten ohne signifikant an Leistung zu verlieren. Also für mich ist das erstmal positiv und ein Erfolg.. Wenn man bedenkt, dass du vor ein paar Wochen noch geschrieben hast, dass die Diode Schrott wäre. Dein "Rundum-Sorglospaket" wäre natürlich besser gewesen.

Für mich ist wichtig, dass das Ding läuft.. ob überdimensioniert, zu kalt, Stromfresser.. alles egal, Hauptsache die Leistung stimmt! Ich will es ja keinem verkaufen, wie manch andere hier.

[goamarty]

Mir fällt gerade auf, daß die 3,6V ja die Eingangsspannung für den Flexdrive sind, der ist ein Schaltwandler für Batteriebetrieb von 2,5-6V (0,5V dürften der Verpolschutzdiode zum Opfer fallen). Da liegen die 3,6V ja schön drin. Wir wissen natürlich nicht, welcher Strom eingetsellt ist, aber 900mW erscheinen mir jetzt nicht zu hoch.
Warum man die Diode nicht zu kalt betreiben soll: Weil unter umständen zB bei -10° die optische Ausgangsleistung bei gleichem Strom so stark ansteigen kann, daß die Diode zerstört wird. Ich kenne die Spezifikation auch nicht genau, aber ich erwarte oberhalb von 0°C keine Probleme. Betreibst du das Peltier geregelt oder vollgas? 2h könnte eine stark überfahrene Diode ev. auch noch durchhalten, oder 20h aber eben keine x000h. Diese Dioden sind in manchen "Pointern" schon bis zu 2W gequält worden, aber zu Empfehlen ist das nicht.

[tracky]

Was für ein Problem hast du eigentlich? Der Laser hat 2h Betrieb bei knapp 900mW durchgehalten ohne signifikant an Leistung zu verlieren. Also für mich ist das erstmal positiv und ein Erfolg.. Wenn man bedenkt, dass du vor ein paar Wochen noch geschrieben hast, dass die Diode Schrott wäre. Dein "Rundum-Sorglospaket" wäre natürlich besser gewesen.

Das frage ich Dich! Kaum hier im Forum angemeldet und gleich mal einen langjährigen User anranzen Herr Doktorant! Wenn ich den Knopf für den Schleudersitz hätte, bei Dir würde er gedrückt werden. . . .

[lucas]

Ist doch immer wieder schön, wie die Leute in diesem Forum miteinander umgehen.

[djjule007]

Warum man die Diode nicht zu kalt betreiben soll: Weil unter umständen zB bei -10° die optische Ausgangsleistung bei gleichem Strom so stark ansteigen kann, daß die Diode zerstört wird. Ich kenne die Spezifikation auch nicht genau, aber ich erwarte oberhalb von 0°C keine Probleme.

Kondenswasser und das schneller, als man denkt.

Gruß
Julian

[andythemechanic]

Mann mann mann. Haltet doch nicht jeden hier gleich für doof nur weil er nich jedes Detail postet. Der Flexdrive ist stromgeregelt, die Diode ist auf <1W eingestellt, sogar gut gekühlt, was wollt ihr denn? Er betreibt sie doch nicht bei 2W. Für 80 Euro ein nettes Laborprojekt. Also eigentlich nix verkehrt gemacht.
Was fühlt ihr euch so aufn Schlips getreten?

Andreas

[thomasf]

Kein Problem, man ist es ja gewohnt.

Also wie gesagt, der Treiber an sich regelt den strom für die Diode. Da sollte man also eine Spannung von bis zu 6V anlegen können und er treibt den strom durch die diode, der eingestellt ist. gibts zu dem treiber eine anleitung.

wenn du eh ein Labornetzteil drann hängst kannst du auch den treiber weg lassen und mit dem labornetzteil den benötigten strom einstellen.
macht mehr sinn!

Mein Kommentar galt dem Kauf bei ebay obwohl wir dir gesagt haben das die daten vom verkäufer ordentlich geschönt wurden.

thomas

[mR.Os]

wenn du eh ein Labornetzteil drann hängst kannst du auch den treiber weg lassen und mit dem labornetzteil den benötigten strom einstellen.
macht mehr sinn!

Da würde ich sagen kommt es auf das Netzteil an. Ich habe schon von Netzteilen gehört, die auch mal gerne überschwingen oder zumindest beim Ein- oder Ausschalten einen Peak erzeugen. Von daher würde ich sagen, dass ein Treiber schon irgendwo gerechtfertigt ist. Und wenn mich nicht alles täuscht ist der FlexDrive ja auch nicht so teuer.

[goamarty]

Außerdem kann man ein Labornetzteil auch leichter ungewollt verstellen. Bei einer LD hat man da nicht viel Spielraum. Die Ladung des Ausgangselkos kann je nach eingestellter Spannung auch zuviel für die LD sein, bevor das NT in den Stromregelmodus geht. Man darf ja auch keine LD an einen Treiber anschließen, während dieser eingeschaltet ist.
Ich würde sagen: Den Treiber wegzulassen macht nur selten Sinn, vielleicht bei manchen Experimenten.

[VDX]

... ich betreibe meine Dioden mit Stromkonstantern bis 9 Ampere - für die 445nm-Dioden und 'schwächere' reicht ein einzelner LM317 für <=1Ampere Dauerstrom.

Für 5A habe ich fünf LM317 als Stromkonstanter parallel geschaltet, für >5A tausche ich dann die LM317 durch pinkompatible LM338 aus, die mehr als den doppelten Dauerstrom können.

Die Ausgangsleistung regele ich grob durch zu- oder Abschalten der einzelnen Stromkonstanter, die Feineinstellung erfolgt durch PWM über einen MOSFET, der den Strom auf die Treiberstufe schaltet.

Da ich für die Materialbearbeitung sowieso nur definierte Pulse benötige, ist das einfacher als eine Analogregelung, benötigt aber für die LM's recht große Kühlkörper, wenn ich mehrere zusammenschalte.

Aktuell habe ich aus einem Groupby von <andythemechanic> drei Analogtreiber, die bis 2 Ampere können, die kann man aber auch für mehr auslegen.
Die werde ich bei nächster Gelegenheit ausprobieren ...

Viktor