445nm Diode maximalstrom?

[KvnTM]

Guten Abend,

Seit neuem besitze ich einen 445nm Laser + Analogem treiber. Ich habe den strom am Treiber gemessen und habe ihn auf 640mA eingestellt (Gesamtstrom am Treiber, nicht an der Diode). Modulation ist durch LM7805 voll durchgeschaltet. Wie sieht es aus bezüglich der Lebensdauer der Diode?

Diode ist meines Wissens aus einem der uns bekannten C.... Projektoren

Grüße,
Kevin

[dyak]

Die Dioden werden normalerweise bei 1,2A betrieben.
Da der Treiber sehr wahrscheinlich ein Linearregler ist, ist der Eingangsstrom in guter Näherung auch der Diodenstrom.

[KvnTM]

Die Dioden werden normalerweise bei 1,2A betrieben.
Da der Treiber sehr wahrscheinlich ein Linearregler ist, ist der Eingangsstrom in guter Näherung auch der Diodenstrom.

Also bin ich im Hellgrünen bereich Danke dir

[tracky]

Ohne zu wissen, um welche Diide es genau geht, kann man nicht einfach den Strom auf 1,2A festlegen. Die ersten 500er Schlachtdioden waren bei 6V und 700mA weit über den 500mW. Heute bekommt man nur noch die leistungsstarken 1,2 - 1,8W Dioden. Hier würde der Strom passen. Aber wer kann Dir schon genau sagen, welche Diode versenkt wurde.......Keiner.

[undineSpektrum]

Hallo zusammen,

@KvnTM : Weisst Du welche Diode Du genau benutzt oder welcher Typ es sein könnte .... ggf. woher diese Diode ist?
Das erleichtert die Suche nach einem Datenblatt.

Da sollte eigentlich alles zu den elektrischen Betriebsdaten stehen, in der Tat "raten" ist immer schlecht.
Anscheinend haben aber bestimmte "blaue" Dioden schon so eine Verbreitung gefunden, das die Aussage von dyak mit den 1,2 A wohl stimmt.
Kannst Du die optischen Ausgangsleistungen einer solchen Diode bestimmen? - Das gibt zumindest ( bei unbekannten elektrischen Daten ) einen Hinweis darauf, welche Betriebswerte vorgesehen sind. Vielleicht lohnt sich ja die Investition in ein Powermeter oder eine kalibrierte Thermosäule für genau solche Fälle...

Es geht ja weniger um exakte Messungen als um die Bestimmung von "Größenordnungen"...
Ein Kollege von mir bestimmt die elektrischen Daten seiner unbekannten 808 nm Dioden genauso ...

Grüße,

Undine

[guido]

Is so wie Tracky sagt..
Kaufe ich grüne oder Blaue von Nichia bekomme ich für JEDE Diode ein Meßprotokoll
Bei den Beamerdioden die mit um 1 Watt anzugeben sind ist im 24 "Tray" von 350mW bis 1W alles dabei.
Ich hab sie mit TEC nie über 800mA gefahren. Daher gibt's bei mir im Shop auch keine 1W Blau mit diesen
Dioden. Ist halt Schüttgut...nicht mehr und nicht weniger.

Heute sind 1.4er oder 1.6er aktuell. DAFÜR gibt's Datenblätter.

[KvnTM]

Die Möglichkeit zum messen der optischen Ausgangsleistung ist vorhanden. Ich weis noch, dass sie bei 400mA genau 277mW hatte. Mein Kumpel, von dem ich die Diode habe, fährt diese auf 600-700mA in seinem Projektor, da lasert sie schon seit ein paar Jahren. Also denke ich, dass sie das durchhalten wird. Aber ich werde noch einmal nachfragen

[undineSpektrum]

Hallo zusammen,

nochmal Betreff "Datenblätter" für unbekannte Laserdiode: Man(n)/Frau kann´s ja nur vermuten was es für eine Diode ist - aber bei selektierten Dioden geht das mit der Bestimmung über die Ausgangsleistung meistens gut - jedenfalls wie mir von den IR-Dioden bei 808 nm berichtet wurde...

@ KvnTM :
Viele Datenblätter zu Laserdioden findest Du z.B. auch hier :
http://html.alldatasheet.com
Dabei ist eine Diode - die ich mal so auf die schnelle gefunden habe - die vielleicht in Frage käme :
http://html.alldatasheet.com/html-pdf/2 ... 7112E.html
Allerdings ist die Ausgangleistung mit nur 500 mW angegeben, was eher passt...
Einen Punkt der Kennlinie hast Du ja wohl schon bestimmt, Du schriebst ja:
Zitat anfang
"Ich weis noch, dass sie bei 400mA genau 277mW hatte "
Zitat ende...
Wenn das die Diode war, die Du hier im gedrosselten Betrieb gezeigt hattest...
Passt allerdings nicht zu der Kennlinie aus dem Betriebsstrom in Vorwärtsrichtung und der optischen Strahlungsleistung dieser Diode...
Tip: Hast Du an den Einfluß der Temperatur auf den Halbleiter gedacht ?

Grüße,

Undine

[KvnTM]

Guten Abend,

habe soeben das Datenblatt meiner Diode bekommen:



Um welchen Typ es sich genau handelt kann ich nicht sagen.

[KvnTM]

So sieht es jetzt mit Gitter bei 640mA aus

[undineSpektrum]

Wow ... eigentlich das beste Bild von allen ... mit der in der rötlich leuchtenden Betriebsanzeige im Hintergrund ...
Ich finde dieses Bild würde sich als Titelbild in der Taskleiste eignen ...

Zum Datenblatt: Schade das die Kennlinie (Vorwärtsstrom über Ausgangsleistung) nicht drauf ist. Wäre vielleicht für andere Nutzer hier zur Doku hilfreich, denn diese Diode / dieser Diodentyp scheint ja öfters vorzukommen.

Interessant ist dass diese Diode keine Monitordiode enthält ...

Grüße,

Undine

[Hatschi]

Halli Hallo

Die wenigsten LD´s mit höherer Leistung (100mW aufwärts) haben seit jahren meißt keine PD mehr drinnen da die Anwendungen dafür meißt nur Stromgeregelt sind.

Hatschi

[KvnTM]

Wow ... eigentlich das beste Bild von allen ... mit der in der rötlich leuchtenden Betriebsanzeige im Hintergrund ...

Die rote betriebsanzeige ist von meinem 'wundervollen' vodaf**e Router.
Wenn wünsche für bilder vorhanden sind, einfach pm oder hier rein

[KvnTM]

Mahlzeit,
Habe vorhin mal die Leistung gemessen es sind 722mW bei 640mA (Treiberstrom, Lineartreiber)

[undineSpektrum]

Hallo zusammen,
Hallo KvnTM,

supiii....! Dann haben wir ja jetzt alles nötige zusammen um die Ausgangsleistungs - Injektionsstrom - Kennlinie zu bestimmen...
Jetzt kommt die Theoretische Physik mal mit in´s Spiel und voll auf Ihre Kosten ....

Also: Wie aus den Datenblättern solcher Laserdioden bekannt verläuft die Optische Ausgangsleistungs-Injketionsstromkennlinie bei Betrieb der Laserdiode in Vorwärtsrichtung oberhalb der Towensschen Schwellwertbedingung ( erste Laserschwelle ) linear.
Die Kennlinie - P(I) P=opt.Ausgangsleistung I= Injektionsstromstärke - ist in diesem Bereich also bestimmt durch eine gerade Linie mit einer festen Steigung und einem Achsenabschnitt P(I)=(Steigung)*I-(Achsenabschnitt)... -> Geradengleichung.

Die Steigung wird aus den beiden in den Threads zu der unbekannten Diode angegebenen Strömen und optischen Ausgangsleistungen mit Hilfe des Steigungsdreiecks bestimmt: Steigung=(P[2]-P[1])/(I[2]-I[1])=(0.722W-0.277W)/(0.640A-0.4A)=1,854 W/A.
Bedeutung dieser Steigung:
Die Strahlungsleistung durch Laserstrahlung dieser Diode nimmt je Ampere Stromstärke um etwa 1,86 Watt zu - was zu einer
"1 Watt-Laserdiode" durchaus passen könnte und ein realistischer Wert ist.
Um jetzt die Kennlinie zu bestimmenund darszustellen reicht es aus, beide Messwerte als Punkte in ein Koordinatensystem mit x = Stromstärke I in Ampere und y= optische Ausgangsleistung in Watt einzutragen und die beiden Punkte mit dem Lineal geradlinig zu verbinden. Diese Linie wird dabei bis zur Stromachse oder Abszisse durchgezogen... das sieht dann so aus:

KENNLINI.jpg

Die Gleichung dieser Graden ist dann : ( mit Steigung und y-Achsenabschnitt im negativen Bereich ! )

Diode1.jpg

also ganz konkret:

DIODE2.jpg

Damit kann jetzt aus der Kennlinie oberhalb der Laserschwelle die Laserleistung P für verschiedene Ströme I durch den p-n-Übergang der Diode vorhergesagt werden.
Möglich ist damit jetzt auch eine Schwellstrombestimmung der ersten Laserschwelle (Towenssche Anschwingungbedinung!), die Stromstärke für die Laserausgangsleistung von 1 Watt und außerdem noch die Vorhersage einer gesamten Messwerttabelle für verschiedene Ströme und Laserstahlungsleistungen im vorgesehenen Betriebsbereich...

Zuerst mal die Bestimmung des Schwellenstromes I[th]:
Er ergibt sich aus der Bedingung P(I[th])=0,d.h. es entsteht bei dieser Injektionsstromstärke (noch) keine Laserleistung ... ( die spontane Emission liegt da höchstens im Bereich weniger Milliwatt ) ...
P(I)=0 also: 1,854W/A*I-0.4646W=0 -> I[th]=0,2506 A, d.h. der Schwellstrom liegt bei ca. 250 mA ... laut Datenblatt wunderbar "in der Mitte" des Toleranzbereiches...

Wann erzeugt die Diode die optische Strahlungsleistung von 1 Watt ?
Ansatz dazu : Die Ausgangsleistung der Laserdiode beträgt P(I)=1Watt, also: 1,854W/A*I-0.4646W=1Watt ... -> I=0.789A = 789mA...

Meßwerte auf der bestimmten Kennlinie:
( Vorhergesagte Werte sind dargestellt auf der Kurve als Kreise - die im Unterschied dazu als Kreuze markierten Werte wurden ja von KvnTM direkt gemessen und zur Bestimmung der Kennlinie herangezogen ... es wäre aus meiner Sicht jetzt eine Tautologie sie wieder als "vorhergesagte Werte" auszugeben... ) :

Kennl2.jpg

Daraus ergeben sich folgende vorhergesagte "Messwerte" für den Injektionsstrom in Vorwärtsrichtung und die optische Strahlungsleistung der Diode bei diesen Werten:

Injektionsstrom [mA] : Opt.Strahlungsleistung der Diode:

250 mA -> 0 ( spontane Emission ! )
300 mA -> 91,6 mW
350 mA -> 184,3 mW
400 mA -> ( schon gemessen!)
450 mA -> 369,7 mW
500 mA -> 462,4 mW
550 mA -> 555 mW
600 mA -> 647,8 mW
650 mA -> 740 mW
700 mA -> 833,2 mW
750 mA -> 926 mW
800 mA -> 1018,6 mW
850 mA -> 1111,3 mW
900 mA -> 1240 mW
1000 mA -> 1389,4 mW

...
@ KvnTM : Kannst Du diese Vorhersage der Messwerte - wenn Du Zeit und Lust hast - an Deiner Diode bestätigen ... ?

Dann macht auch die Aussage von dyak in etwa Sinn mit 1,2 A Betriebsstrom ... dann werden die 1.7 Watt Ausgangsleistung erreicht... bei entsprechender Kühlung des Halbleiters.... Die ohmschen Wärmeverluste und Ihre Auswirkungen sind in meiner Rechnung vernachlässigt...
Sicher, die spontane Emission ist nicht mit drin, jede Laserdiode ist ja gleichzeitig immer auch eine LED... aber die Strahlungsleistungen davon liegen im Promillebereich bis zu wenigen Prozente... und können damit gegenüber der dominierenden Laserstrahlung auch bei direkter Detektion vernachlässigt werden.

Ach ja : Die Betriebsspannungen ergeben dann auch noch den Wirkungsgrad der Laserlicht-Strom-Konversion... die Spannung bestimmt ja über e*U die Energie der jeweiligen "in den p-n-Übergng injezierten" Elektronen ... die Stromstärke gibt nur die Anzahl der Ladungsträger an... Fakt ist, dass die Spannungen über 2.8 Volt liegen müssen...

Diese Überlegungen hier kann eigentlich jeder ( mit den Kenntnissen der Mathematik der Sekundarstufe 1 / 8. Klasse ) nachvollziehen...

Grüße,

Undine

[KvnTM]

Morgen Allerseits,
danke für diesen wunderbaren Beitrag undine, wird sicherlich noch von nutzen sein

Injektionsstrom [mA] : Opt.Strahlungsleistung der Diode:


250 mA -> 0 ( spontane Emission ! )
~ in dem Bereich lag der Schwellstrom meiner Diode ~
300 mA -> 91,6 mW


350 mA -> 184,3 mW
400 mA -> ~277mW ( schon gemessen!)
450 mA -> 369,7 mW
500 mA -> 462,4 mW
550 mA -> 555 mW
600 mA -> 647,8 mW
640 mA -> ~722mW (gemessen!)

~~~Ab hier noch nicht getestet.

650 mA -> 740 mW
700 mA -> 833,2 mW
750 mA -> 926 mW
800 mA -> 1018,6 mW
850 mA -> 1111,3 mW
900 mA -> 1240 mW
1000 mA -> 1389,4 mW

Tabelle mal editiert

Kannst Du diese Messwerte - wenn Du Zeit und Lust hast - an Deiner Diode bestätigen ... ?

Relativ ungern, da meine Kühlung nicht ausreicht. Ich werde meinen Diodenblock mal die Tage auf einen Fetten Alu-Kühlkörper schrauben, dann wage ich mich mal ran
Und das allerwichtigste! Ich muss noch vernünftig meine Augen schützen sonst geht bei mir nicht mehr viel. Mein Augenlicht ist mir doch mehr Wert als meine Diode einmal auf 1 1/2W zu sehen

Grüße,
Kevin

[undineSpektrum]

Allerdings: (!)

Zitat anfang
"Und das allerwichtigste! Ich muss noch vernünftig meine Augen schützen sonst geht bei mir nicht mehr viel. Mein Augenlicht ist mir doch mehr Wert als meine Diode einmal auf 1 1/2W zu sehen "
Zitat ende...

Das ist sehr wichtig... allerdings.
Beachte den Laserschutz bei Lasern der Klassen 3B und 4! Benutze eine Schutzbrille mit ausreichendem Filter für diese Wellenlänge! ( Da reicht bei 1 Watt Strahlungsleistung eine optische Dichte von 4 - 5 ( OD 4+) , dann ist der Justierschutz gegeben... )
Ich sag´s zur Sicherheit nochmal... und zitiere Herrn Dipl.Ing. Klaus Kupka vom HdT in Essen sinngemäß: "Der erste Schritt zum Arbeitsunfall ist der alle beruhigende Satz "Ich pass´ja auf ... !" "
Oder?
Hast Du eigentlich eine geeignete Laserschutzbrille / Schutzfilter für diese Diode?

Grüße,

Undine

[KvnTM]

Da liegt leider mein Problem. ...
Daher vermeide ich es in die Streu- und oder Reflektions-Strahlung zu gucken.
Wenn ich etwas beobachten möchte, leuchte ich nur auf schwarze, nicht reflektierende Materialen wie z.B. eine Schieferplatte.

Grüße,
Kevin

[undineSpektrum]

Hallo,

sag´mal...
ich glaube Du weisst aber doch das so etwas gefährlich ist... mit Lasern der Schutzklasse 3B oder 4 zu arbeiten ohne Schutzbrille - das ist eigentlich ein "no go" ....
Würdest Du deine Experimente in einem Betrieb oder einer Schule machen, der zuständige Laserschutzbeauftragte würde glaube ich an die Decke springen vor Ärger.... Oder was meinst Du?

Also im Rahmen der Schutzklasse 3B ist das ja noch verständlich, weil das diffuse Streulicht meistens noch keine Gefahr darstellt... es ist aber auch nur dann verständlich wenn Du diffus gestreutes Licht in einem Abstand von größer einem halben Meter betrachtest und eine entsprechende Schutzbrille als persönliche Schutzausrüstung zur Hand hast.

Tu mir einen Gefallen :
Lass vorerst einmal weitere Experimente mit dieser Diode sein solange Du keinen ausreichenden Augenschutz als persönliche Schutzausrüstung zur Verfügung hast. Du hast es ja schon hier richtig erkannt : Du gefährdest Dich und ggf. auch andere...

Schieferplatten sind zwar "dunkel" haben aber einen gerichtet reflektierenden Anteil an der Oberfläche der nicht unerheblich ist - deshalb glänzen diese Platten ja auch manchmal in der Sonne.
Besser ist da schon ein Hohlkörper als Strahlfalle der von innen mit einem matten, dunklen Farbe mit einer Oberfläche ähnlich wie Ruß besprüht ist o.ä.
Ich selber habe mit schwarzer, matterer Farbe besprühte Kalksandsteine als "Strahlfallen" für meinen 50 mW He-Ne-Laser benutzt.

Schutzbrillen gibt´s beim Hersteller "Laservision" ... einfach mal "googeln"... die Mitarbeiter berechnen Dir anhhand Deiner Laserdaten ( Ausgangsleistung, Wellenlänge ) die erforderliche Schutzbrille für einen Voll- oder Justierschutz - je nachdem was Du anfragst - und Du bist auf der sicheren Seite.
Vernünftiger Laserschutz kostet zwar was - aber das Augenlicht ist erstmal unbezahlbar.(!)
Grundsätzlich ist an der Sicherheit sparen Sparsamkeit an der falschen Stelle - meine ich jedenfalls.

Für´s erste kannst Du Dir auch eine Justierbrille besorgen, die gibt´s schon relativ günstig, ich kenne Möglichkeiten - insbesondere für die Wellenlängen um 445 nm und diesen Leistungsbereich die genau für diese Dioden ausgelegt sind. Diese Brillen haben eine optische Dichte von 4 - 5 (OD 4+) und gewährleisten den Justierschutz - die kosten unter 50 €...
Den Link bzw. Hinweis zu dem Shop gebe ich Dir auf Anfrage gerne als PN...

Bitte versteh´mich nicht falsch - das sind ja doch hervorragende Arbeiten die Du hier gezeigt hast, aber beachte dabei die Sicherheitsregeln bitte... es hat seinen guten Grund das jeder da genau hinschaut, weil man sich einfach nicht vorstellen kann, dass eine kleine Diode mit wenigen Volt Betriebsspannung solche Auswirkungen haben kann...
Zu meiner Zeit waren es noch große "Ungetüme" von Geräten die solche Strahlungsleistungen erreicht haben...

Also : Zuerst geeignete Schutzbrille(n) für die erzeugte Laserstrahlung besorgen und dann weitermachen... Ok.?

Grüße,
Undine

[KvnTM]

Guten Abend undine,

Ja ich verstehe dich sehr gut, dass u.a. du dir Sorgen machst wegen der Sicherheit. Ich bin ja selber nicht ganz blöd, ich weis was diese Leistung auf einer so kleinen Fläche bedeutet.
Habe ja auch selber gesagt, dass ich keine weiteren Experimente ohne Schutzausrüstung durchführen werde.

Ich werde gucken, dass ich die Tage eine Brille bekomme, wird mir selbst auch etwas kriminell.

Aber erstmal Danke für dein Lob meiner "Experimente"

Grüße,
Kevin

[undineSpektrum]

Na eben,
ich gehe ja schon die ganze Zeit davon aus, dass Du da vorsichtig bist.

Ach ja :
Kalksandstein als "Strahlfalle" (zusätzlich zur Schutzbrille !) ... damit meine ich sowas hier:

STRAHLFA.jpg

RÖHREN-1.jpg

Es fängt hervorragend Streustrahlung ab... Ich verwende es meistens für High-Power-UV-LED´s... die werden dann samt Kühlkörper in die größeren Röhren gesteckt, wenn nur elektrische und andere, nicht optische Daten ( z.B. Kennlinien und Temperaturen ) gemessen werden sollen und die Strahlung im Experiment nur "Abfall", d.h. uninteressant oder störend ist...
Das eignet sich auch hervorragend für Laser - auch um einen Strahlverlauf zu begrenzen.

Grüße,

Undine

[KvnTM]

Nabend,

ich werde weiterhin nur das nötigste machen um meine Augen nicht zu gefährden Natürlich demnächst mit Brille

Hier nochmal ein schnelles Bild meines Testaufbaus. Der dicke Kühlkörper am Treiber ist doch wichtig, er wird echt Heiß. Er muss einiges an Leistung "verbraten", da ich momentan nur eine 12v Stromquelle mit ausreichender Leistung zur verfügung habe

[VDX]

... ersetz die Preßspanplatte durch eine Aluplatte, dann ist die Kühlung (bzw. Wärmeabfuhr) viel besser ...

Viktor

[KvnTM]

... ersetz die Preßspanplatte durch eine Aluplatte, dann ist die Kühlung (bzw. Wärmeabfuhr) viel besser ...
Viktor

Es ist wie gesagt nur ein Testaufbau. Ich muss mir noch ne vernünftige Alu Platte fräsen.

[adminoli]

Hi,

falls du dich noch für Königsberg anmeldest und kommst, kannst du Alu haben, habe hier ca. 100 kg als Platten liegen. Kann man ein Stück schnell mit der Flex raus schneiden.

Legierung kann ich dir nur nicht nennen, da vom Laster herunter gefallen...

[KvnTM]

falls du dich noch für Königsberg anmeldest und kommst, kannst du Alu haben, habe hier ca. 100 kg als Platten liegen. Kann man ein Stück schnell mit der Flex raus schneiden.

Du glaubst nicht wie gerne ich würde Ist leider etwas weit..

[Darmwinde]

Du glaubst nicht wie gerne ich würde Ist leider etwas weit..

ja was soll ich dann dazu sagen abe ca 250Km pro richtung mehr als du. Einfach mal den INNEREN schweineHUND überwinden und los gehts

[jonasst]

Einfach mal den INNEREN schweineHUND überwinden und los gehts

Leider kann sich nicht jeder die Fahrt + Hotel für so ein Wochenende leisten, sonst wär ich auch da.

Gruß
Jonas

[undineSpektrum]

eben, ist leider wahr .... so auch bei mir .... muss leider auch öfter ( wie auch dieses Mal ) am Wochenende arbeiten.

Ich denke wir sollten das auch berücksichtigen, gerade auch für Diejenigen von Uns, die noch in der Ausbildung sind ... Zeitaufwand dafür und regelmässige Termine / Verpflichtungen in der Wochen erzwingen dass so manches manches auf das Wochenende fällt...

Vielleicht ein anderes Mal... oder?

Grüße und Viel Spaß in Königsberg...

Undine

[KvnTM]

Ich habe evtl die Möglichkeit noch dahin zu kommen, ein Kumpel (auch im lf-forum) kann mich einsammeln. Mal sehen.
Wünsche den anwesend aber schonmal viel spaß!

[adminoli]

Hi,

eigentlich ist Anmeldeschluss. Wenn du aber kommen möchtest, dann bitte vorher noch eine PM an mich.

Gruß
Oliver

[KvnTM]

OK. Wenn, dann werde ich es dir ausrichten.