445nm Dioden aus Beamer

[murmeljoe]

Hi Zusammen,

seid ihr sicher, dass ihr auf dem richtigen Pferd sitzt? Ich kann mich sehr irren, aber ich glaube, dass Problem liegt im zu geringen Abstand zwischen gnd und -Vcc (bei Dir ist der immer noch 0)
-> Ausgang immer > 0V -> Reststrom -> Standbystrahl

Soweit mir bekannt, gibt es da nur zwei Lösungen. Bin leider heute zeitlich etwas knapp, werde diese morgen bzw übermorgen aber gerne erläutern.

Gruß
Joe

[mR.Os]

Was man bei meiner Lösung natürlich machen muss, ist den Standbystrom am Treiber auf 0 zu drehen. Man stellt den Schwellstrom dann ja an meiner Schaltung ein.

[mackel]

Hi,

so wie mR.Os das gemacht hat, habe hab ich das auch für meine Di4Drive geplant.
Sollte für die sogar gehen. Einfach den Threshold auf null drehen,
und den Rest macht die vorgeschalteste Schmitt-Trigger Schaltung.

Testen obs wirklich 100%ig geht muss ich aber noch.

Mackel

[andythemechanic]

Hallo miteinander,

wie Murmeljoe schon gesagt hat, wird man mit reiner Änderung der Modulationskennlinie evtl nicht das gewünschte Ergebnis erzielen, da viele Treiber auch bei Vin=0V noch einen Offsetstrom durch Diode haben. Dieser ist zwar klein aber kann trotzdem stören. Meine Lösung ist deshalb etwas anders: Unter einer Schwellspannung wird die Laserdiode einfach mit einem bipolarem Transistor kurzgeschlossen.
Anbei mal zwei einfache Schaltungen für High und Lowside Treiber. Die Highside Version hab ich getestet, die andere nicht (weil ich keine Lowside Treiber habe und auch nie haben werde ). Benutzung also auf eigene Gefahr, bzw wenn es jemand testet wäre ein Testbericht hier im Forum nicht schlecht!
Die Schaltung hat den großen Vorteil, dass sie einfach parallel zur LD geschaltet werden kann ohne irgenwas am weitern Aufbau zu verändern. Die Steuerung des Transistors mittels Komparator ist auch nur ein Anfang und kann bestimmt verbessert werden (z.B. Schmitt-Trigger etc.) Die Teile (TIP135 und LM358) flogen hier gerade rum und sind nicht unbedingt optimal. Es gibt also noch Raum für Verbesserung, falls sich jemand austoben möchte.
Ich hab die Schaltung mittels Tiefpass und Poti so eingestell das nach ca. 10ms unter Vin=200mV die Diode kurzgeschlossen wird. Je nach Vin ist sie nach einer Periode von Vin=0, nach ca. 1ms wieder da. Der TIP135 ist, wie es sich für nen Darlington gehört; schneckenlangsam und fängt an zu schwingen wenn man die Reaktionszeit schneller machen will. Mit nem anderen Transistor sollte das aber gehen.

Grüße
Andreas

[lucas]

Ich hab mal ein paar Bilder gemacht:

http://gallery.xleave.de/v/technik/lase ... 1.jpg.html

[C...o]_445_04_lf.jpg

Im eifer des gefächts habe ich mich etwas verhampelt. Am Oszilloskop habe ich am Shunt (2Ohm) 200mV gemessen. Möglicherweise war noch ein Teiler vom Tastkopf eingeschaltet. Der Treiber liefert aber so oder so nur 750mA.

100_0715.geaendert.JPG

Da das Spektrometer in der FH leider kaputt ist, werde ich diese Messungen erst mitte nächsten Monats nach meinen Klausuren machen.

[tracky]

Warum denn die Schaltung sooo aufwendig, um das Glimmen zu beseitigen?

[andythemechanic]

Warum denn die Schaltung sooo aufwendig, um das Glimmen zu beseitigen?

Einfacherer Vorschlag?

[tracky]

Kurzschluß ist blöd. Wenn das Glied nicht schnell genug arbeitet und die Modulation läuft, dann geht der Kurzschlussstrom komplett über den Transistor. Also nur mit einem SOT Transen das Basissignal absaugen, offset auf 200-300mV festlegen und gut.

[wler]

Hallo zusammen,

noch einmal bezgl Strahlformung und anamorphen Prismen, ich moechte gerne das optimale Vergroesserungsverhaeltnis wissen, um Prismen bestellen zu koennen.

Irgendwelche in diversen Foren publizierte demo shots sind nicht sehr aussagekraeftig, denn man weiss ja nicht wie kollimiert wurde. Dh weil die Lage der Brennpunkte fuer beide Axen unterschiedlich ist, variiert ia. das Strahl-Seitenverhaeltnis in Abhaengigkeit von der Entfernung; ausser wenn so kollimiert wurde dass es konstant bleibt, was dann bedingt dass es oval ist.

Idealerweise ist dann das Axenverhaeltnis gleich dem Verhaeltnis der Austrittswinkel, und gleich dem inversen Verhaeltnis der Seiten der Emitterflaeche.

Hierzu finde ich widespruechliche Angaben, zB in http://www.laserfreak.net/forum/viewtop ... 96#p182095
wird gesagt:

Die Nichia 1W Diode hat ~14*1µm emitter.

Im Datenblatt steht aber ein Divergenzverhaeltnis von knapp 3.3 (=typ; aber mit den min/max Werten scheint alles zwischen 2-6, oder gar 1-10 moeglich zu sein).

Der Augenschein beim Strahlaustritt direkt nach der Aixiz Linse suggeriert bei mir andererseits ein Verhaeltnis von etwa 7x1mm (nebenbei, Lens-27 bringt bei mir ca 1% mehr Leistung bei viel schlechteren Strahldaten).

Das passt also alles nicht besonders gut zusammen.

Was ist nun ein gutes Vergroesserungsverhaeltnis fuer die Prismen? Andy verwendete 3.6 und in diesem thread http://www.photonlexicon.com/forums/sho ... hp?t=11474 ist von einem Verhaeltnis von 4 die Rede, mir jeweils brauchbaren Resultaten.

Worauf wollen sich die moeglichen Prismeninteressenten nun einigen?

Gruss W

[jojo]

Worauf wollen sich die moeglichen Prismeninteressenten nun einigen?

Ach - wusste gar nicht dass man die Prismen jetzt nach Vergrößerungsverhältnissen bestellen muss..

Joachim

[wler]

Das Verhaeltnis haengt von den Winkeln ab; wenn man den Winkel so waehlt dass der Einfallswinkel der Brewsterwinkel ist (so dass nichts reflektiert wird bei entspr Polarisation), dann ergibt sich ein Vergroesserungsfaktor von 2*n, wobei n~1.5-1.8 der Brechungsindex ist. Bei anderen Winkeln sind andere Faktoren moeglich, bis 6 ist es oft standard, aber da sollte man dann die entspr Seiten AR beschichtet haben.

Genau um diese Fragen, dh ob es noetig ist zu beschichten oder ob man ohne auskommt, geht es hier ja.

[andythemechanic]

Kurzschluß ist blöd. Wenn das Glied nicht schnell genug arbeitet und die Modulation läuft, dann geht der Kurzschlussstrom komplett über den Transistor. Also nur mit einem SOT Transen das Basissignal absaugen, offset auf 200-300mV festlegen und gut.

Hi Tracky,

darüber hab ich jetzt nochmal nachgedacht: Wenn deine Lösung nicht schnell genug arbeitet hat man evtl. ein noch größeres Problem. Wenn die Stromregelung die Basis aufmachen will, wird das Signal noch vom Kurzschluss gefressen und als Folge regelt der Opamp höher auf. Als folge kriegt die Diode nen höheren Strom wenn die Basis dann freigegeben wird -> puff!
Bei deiner Lösung muss man also viel mehr aufs Timing achten.
Wenn ich für den Diodenkurzschluss nen Low VCEsat Transistor nehme kann ich den Kurzschluss auch mit nem kleinen SOT-23 Transistor machen. Den kurzen 1ms Stromstoss von 500mA hält der locker aus. Aber diese 1ms kann man durch Wahl des Opamps und der Verschaltung desselben auch locker noch kleiner kriegen.

Grüße
Andreas

[nr_lightning]

Hi

Andreas sein einwand hört sich einleuchtend an .... Ich werde meinen Treiber mal nach der methode von Andreas Anpassen ...
Dan kann ich auch mehr dazu sagen !

Mfg: Nico

[tracky]

Das ist nicht so! Alldieweil im alten TTL Treiber war es genauso gelöst, nur das der Transistor in diesem Fall das Blanking realisiert hat. Du kannst nicht mehr Strom erzeugen, als das die Vorstufe diesen bereitstellt! Der Transistor ist ein regelbarer "Spannungsteiler" an der Basis der Endstufe! Und wenn Du einen vernünftigen Treiber benutzt, wird die maximale Stromregelung zwischen der ersten und zweiten Stufe mittels Poti realisiert. Aber benutze ruhig Deine Variante, ich benutze die meinige! Ohne Overkill der Diode!

[andythemechanic]

Das ist nicht so! Alldieweil im alten TTL Treiber war es genauso gelöst, nur das der Transistor in diesem Fall das Blanking realisiert hat. Du kannst nicht mehr Strom erzeugen, als das die Vorstufe diesen bereitstellt! Der Transistor ist ein regelbarer "Spannungsteiler" an der Basis der Endstufe! Und wenn Du einen vernünftigen Treiber benutzt, wird die maximale Stromregelung zwischen der ersten und zweiten Stufe mittels Poti realisiert. Aber benutze ruhig Deine Variante, ich benutze die meinige! Ohne Overkill der Diode!

Irgenwie hab ich gerade das Gefühl wir reden über zwei unterschiedliche Schaltungen. Kannst du evtl ne Skizze machen?

Grüße
Andreas

[tracky]

Nein, das habe ich nicht vor! Auch wenn es jetzt heißt, ich unterstütze nicht den Freakgedanken! Von Deiner Idee her ist das ja auch schon ganz gut, nur nicht ganz optimal. Allein Deine Frage zeigt mir, mit welcher Technik Du arbeitest, Treiber mit einer OPV Stufe. Da kann ich mir schon vorstellen, dass die Stromregelung ins Wanken gerät, was bei meiner seit Jahren bewährten Variante nicht der Fall ist.
Ich verrate keine Geheimnisse, wenn ich Dich mit der Nase auf die alte TTL Schaltung stupse, die hier im Forum kursiert, aber Hausaufgaben mußt Du selber machen.

[Solarfire]

Hallo allerseits,

ich bin neu hier im Forum aber nicht in der Laserwelt. Ich habe Anfang der 90er damit angefangen (ja mit den Gas Boliden) und meine Schwerpunkte liegen in der Entwicklung von Elektronik und Software (auch beruflich).
Ich bin auf euch gestoßen als ich die Welt auf und ab Googelte um näher Infos zu diesen Dioden zu finden (zwecks Kollimierung), von den ich mittlerweile 3 Stück im zulauf habe. Dabei bin ich auf mehr Verwirrung gestoßen als antworten. Zum einen gibt es bei Nichia direkt nur Daten zu zwei Ausführungen der 445nm Diode und zwar ein 50mW und eine 1000mW und diese Daten sind ziemlich spärlich. Da stellt sich für mich die Frage woher weiß man das die Dioden die in den [C...o] Beamern eine 500mW variante sind und nicht die 1000mW. Bei meinen Recherchen bin ich auf ein paar interessante Erkenntnisse gestoßen. Einer dieser Beamerschlächtern hat sich die Mühe gemacht den Dioden Strom zu messen im eingebauten zustand (im Beamer) mit folgendem Ergebnis "1.44A at a 30% duty cycle, putting out 880mW average power (or 2250mw during the 'on' periods)". Hier macht gerade einer (Live Daten) den Burn in Test http://www.krazerlasers.com/lasers/445nm/ (leider alles in English aber kein Problem für mich) bei 1500mA bei ca. 1400mW jetzt schon ca. 7 Stundenlang und das teil lebt noch! Also ich weiß nicht... wenn das eine 500mW Diode sein soll dann ist sie verflucht stabil??
Hat irgendjemand hier sowas wie ein Datenblatt für diese Dioden oder woher rührt die 500mW Angabe?
Gruß Frank

[nr_lightning]

Hi

Meines Wissens nach handelt es sich um die 1W Ausführung, Anfangs hat aber das 500mW gerücht die Runde gemacht. In der Zwischenzeit sind an mehreren Stellen ( unterschiedliche Personen ) Tests gemacht worden bei denen alle Dioden problemlos an und über die 1W grenze gebracht worden sind.

Mit absoluter Sicherheit lässt es sich zwar leider nicht sagen, aber wenn es eine 500mW wäre dann wäre die tatsächlich äusserst robust.

Aber mit einer sehr guten Kühlung kann man auch etwas gegenhalten ....

Mfg: Nico

[Solarfire]

Ich würde sagen das eine TEC Kühlung, bzw. Temperaturregulierung Plicht ist für Dioden dieser leistungsklasse (hilft auch zum tunen).
Ich spiele gerade mit dem Gedanken die Strahlen zwei dieser Dioden zu kombinieren mit den Emittern 90° gedreht zueinander und dieses Resultat dann zu kollimieren.
Hat jemand Erfahrung mit der Serien- oder Parallelschaltung von Laser Dioden?
Frank

[tracky]

@Solarfire - Du wirst beim Kombinieren nur ein riesen Kreuz erhalten. Vorher kommt man um eine Strahlformung nicht rum um vernünftige Ergebnisse zu erzielen. Und das kostet nicht nur 40,-€ . . . . . .

[Solarfire]

Das die kollimierung der Dioden mehr kosten wird als die Dioden selbst ist mir klar, da schätze ich ca. 150€ bis 200€ pro Diode. Das die kollimierung vor der Kombinierung statt finden muss ist richtig, dabei ist gedacht das die resultierende 90° zueinander gedrehte und überlagerte Ellipse eventuell noch durch eine Lochblende geschickt werden (beschnitt dürfte bei dieser anordnung minimal sein). Die kollimierung ist mit Zylinderlinsen angedacht. Sobald die Dioden ankommen wird zuerst mal die tatsächliche Divergenz der Achsen individuell vermessen um eine genauere Berechnung der Linsen machen zu können.

Frank

[tracky]

Warum willst Du Dinge machen, die Andere schon lange verworfen haben. Liest Du auch im Forum? Lochblende bei 2 Dioden? Damit man die mehr gewonnene Leistung gleich wieder wegwirft? Na mach mal und stelle mal Bilder ein. . . .

[Solarfire]

Guten morgen tracky,

Natürlich lese ich im Forum, weshalb ich ja überhaupt hier gelandet bin (dass ich nicht das ganze Forum gelesen habe muss ich leider zugeben).
Das Teil mit zwei Dioden kollimiert, 90° zueinander mit einer anschließenden Lochblende ist mir zugegebener weise auch entgangen. Was ich bis jetzt gelesen habe hat aber auch noch keine brauchbare Lösungen an den Tag gebracht. Ich bezweifele auch das es für diese Diode eine kollimierung geben wird die an jeder Diode funktioniert, dafür sind die Angaben für min. typ. und max. Divergenzen der fast und slow axis viel zu breit angelegt (individuelle Vermessung für maximale Ergebnisse erforderlich). Die Tatsache dass es sich auch um eine Multimode-Diode handelt ist auch nicht gerade begünstigend.

Es wird hier anscheint auch weitestgehend davon ausgegangen das es sich um eine 500mW Diode handelt wobei ich eher davon ausgehe das es sich um eine 1000mW Diode handelt. Alle bisherigen quellen die ich gefunden habe deuten darauf hin, mit der Ausnahme das die Gehäuse Größe von 5,6mm nicht mit den Angaben von Nichia (ist es überhaupt eine Nichia??) von 9mm übereinstimmt (vermutlich Sonderanfertigung für [C...o]). Ausgehend davon und den Kosten für 2 Dioden und die dazugehörende Optiken sowie TEC- und LD-Controller (hoch geschätzt gesamt ca. 500€) dann kann ich durchaus damit leben wenn ich als Resultat nur noch 1000mW habe (wobei ich eher davon ausgehe das es mehr sein wird) und das Resultat einen Strahl Durchmesser <=3mm mit einer Divergenz < 1 - 1,5mrad beträgt bei ca. 1000 - 1250mW na dann Prost Mahlzeit. Mit der Lochblende bin ich nicht sicher ob diese überhaupt erforderlich sein wird. Natürlich wäre mir eine Lösung mit geringerem Verlust mehr als willkommen.

Übrigens arbeitet hier niemand mit Optische-Simulation-Software, oder nimmt man einfach ein Eimer voll linsen und fängt an zu probieren?

In dem oben angegebenen link zum laufenden Burnin Test läuft die Diode immer noch (bis jetzt 24.388889 Stunden) bei 1500mA mit einer Ausgangsleistung >1500mW.
500mW Diode? Niemals!
Gruß
Frank

[wler]

Übrigens arbeitet hier niemand mit Optische-Simulation-Software, oder nimmt man einfach ein Eimer voll linsen und fängt an zu probieren?

Doch, ich spiele eben mit Optica um mich zu orientieren. Leider hat das nur begrenzten Wert weil man wichtige Strahldaten nicht genau kennt (und diese auch zw den Dioden recht schwanken koennen). Insbesondere gibt es einen unspezifizierten Astigmatismus, den zu kompensieren kann man eigentlich nur ausprobieren. Aber man kriegt ein Gefuehl worauf es ankommt.

[jojo]

Insbesondere gibt es einen unspezifizierten Astigmatismus, den zu kompensieren kann man eigentlich nur ausprobieren. Aber man kriegt ein Gefuehl worauf es ankommt.

Man kann die Daten sehr leicht in einem Probeaufbau feststellen.
Es gibt im Web zahlreiche Vorschläge, wie man den Astigmatismus von unbekannten Dioden misst.
Dazu misst man den Abstand der beiden Fokuspunkte. Anhand der Brennweite der Fokuslinse kann man das dann runterrechnen.
Weiss man aber die Emitterbreite, ist der Astigmatismus anhand der beiden bekannten Divergenzdaten von fast- und slow-axis eh klar.

Joachim

[nr_lightning]

Junge Junge ... Jetzt Rennt Die Diode schon bei 2A und einer Spitzenleistung von 1,75W .... Aber ich denke jetzt baut sie Stark ab wen man den Graphen so betrachtet ....

Aber anscheinend kann man sich sicher sein das es sich um die 1W Diode Handelt ......

http://www.krazerlasers.com/lasers/445nm/

[tschosef]

halli hallo..

jou, das sind aber mal schöne Daten die der da auf seiner HP hat... endlich mal der Original Strom im Projektor, und die Pulsweite usw...

leider steht ja nicht dabei was für ein projektor das war (A130 ?? oder einer der besseren?)

Gruß derweil
erich

[nohoe]

Hallo

Übrigens arbeitet hier niemand mit Optische-Simulation-Software, oder nimmt man einfach ein Eimer voll linsen und fängt an zu probieren?

In der Art, da uns von den Chinalinsen und einigen anderen sowieso die wirklichen Daten fehlen.
An dem Wochenende nach der ersten offenen Schlachtung die wir im Chat besprochen hatten
wurden in Bremen einige Linsen getestet. Die Annahme dass es sich um die 1 Watt Diode handelt
wurde da auch schon geäussert, da ein Blick ins Datenblatt der 1 Watt Nichia diese Daten
naheliegend erscheinen ließ. Wobei bei den meisten die 500mW schon zu viel sind für
die restlichen Farben im Projektor. Bei den meisten reichen 500-600mW aus um weis zu liefern
und die wenigsten werden 1 Watt grün und 1 Watt 642er rot im Projektor haben.
Ich hätte nicht gedacht das ich das mal mache, nämlich eine Diode unter ihrer Nominalleistung zu fahren
,aber wenn weiß nur noch blau aussieht ist das Mist.

@Solarfire
Wie kühlst du die Diode, also auf welcher Temperatur hältst du die Diode und welcher Treiber liefert dir 1500mA ohne abzurauchen?

Gruß
Norbert

[nr_lightning]

Hi

Einen Treiber zu 1.5A zu überreden ist doch an sich kein Problem ( Kommt Natürlich auf den Aufbau des Treibers an ) ....... Es gilt halt drauf zu achten die Betriebsspannung so Niedrig wie möglich anzusetzen damit der Mosfet nicht zu viel Verbraten muss, Kühlkörper evtl. mit Lüfter und ab dafür

Wenn ich den Mosfet des Forumstreibes so begutachte IRL 540N :: Leistungs-MOSFET N-Ch TO-220AB 100V 36A dann kann der schon was verkraften ! Aber die Umgebungsvariablen müssen passen

[wler]

Nachtrag zu Simulation: ich habe mich nun damit etwas gespielt, aber es bringt nicht viel. Ein Grund ist dass solche Simulationen ein Gaussprofil vorraussetzen, was bei dieser Diode n Richtung der slow axis ganz und gar nicht gegeben ist. Ich versuchte den Astigmatismus experimentell zu bestimmen und dann zu modellieren, aber das funktioniert schlecht, weil scheinbar die verschiedenen transversalen moden keinen einheitlichen Astigmatismus besitzen. Das aeussert sich zB dadurch dass man fuer die slow axis einen wohldefinierten Fokuspunkt kaum finden kann, jedenfalls konnte ich ihn nicht genau bestimmen. So wie es ausschaut wird man wohl in Bezug auf die slow axis auf jeden Fall experimentieren muessen; die fast axis ist dagegen kein Problem.

[Solarfire]

Hallo Nohoe

Momentan benutze ich ein Eigenbau Treiber (siehe Anhang) der bis 3A liefern kann und bis ca. 30k Analog moduliert werden kann.
Im Moment bin ich noch mit der kollimierung beschäftigt (Bei 10m ca. 4 x 25mm) und warte gerade auf Zylinderlinsen von Thor Labs und nutze nur eine Lüfterkühlung. Sobald Material aus der USA eintrifft wird ein TEC und Kontroller von Analog Technologies eingesetzt (http://www.analogtechnologies.com/docum ... 5V6A-D.pdf). Etwas teuer, aber sehr kompakt und mit bis 6A sehr leistungsfähig (ca. 20x25mm Printmontage).

Laser Diode Driver 3A.jpg

[laserwolfi]

Standbystrahl?

Hallo,
wie sieht es den aus wenn man den Ruhestrom einfach so einstellt das die Laserdiode nur leicht glimmt ( sind bei mir leider nur knappe 10mA) und den Diodenstrom auf den gwünschten max. Wert einstellt. Währe das machbar oder gibts da ähnlich wie bei grün starke Einbrüche?
MFG Wolfi

[nr_lightning]

Also die Einbrüche sind bei Diodenlasern nicht das Problem, es hat eher folgenden Hintergrund !

Wenn du eine Diode nimmst wie z.B. die Beamer Diode welche einen Treshhold von 180mA hat und du möchtest sie mit ca 600mA Max betreiben !

Dann kommt es zu folgendem Phänomen wenn du den Treiber so einstellst wie du es gemacht hast ( 10mA ) :
Wenn du die Modulation aufdrehst passiert bis ca 1,5V ( umgerechnet wären das ~180mA an der Diode ) nahezu Garnichts an der Diode ( klar das Glimmen wird etwas stärker ) und ab 1,5V Steigt die Helligkeit enorm an ( Sie Lasert ab ca 180 - 200mA ) um dann nahezu Linear bis zur vollen Modulationsspannung von 5V ( 600mA ) immer heller zu werden ..

Man kann dieses Problem zwar mit den Meisten Laser Programmen etwas ausgleichen, aber regulär ist es der bessere Weg dieses Problem direkt am Treiber zu Eleminieren um halt die volle Modulationsbreite nutzen zu können .... Da gibt es ja auch wieder viele Ansichten drüber !

Mfg: Nico

[nohoe]

Hallo

Kannst du so einstellen, aber... dann verlagerst du das Problem in die Lasersoftware.
Wenn du jetzt blau ganz langsam einblenden möchtest, passiert erst garnichts und dann kommt es sprunghaft.

In manchen Lasersoftware Produkten kannst du auch die Kurve die für die Modulation der Laser maßgeblich ist
beeinflussen und dieser eine größere Anfangssteigung geben um das Problem zu kompensieren.
Ich habe auch den Ruhestrom so weit es geht heruntergestellt da mich der Standby Strahl etwas nervt.
(Andererseits sehe ich natürlich auch im dunkeln wo mein Projektor steht und das er läuft und auf Input wartet)

Gruß
Norbert

[ChrissOnline]

(Andererseits sehe ich natürlich auch im dunkeln wo mein Projektor steht und das er läuft und auf Input wartet)

Na so locker mag ich einen Standbystrahl auch sehen können...