Fasergekoppelte LED für Photoakustik

[SvenM]

Hallo zusammen,

im Rahmen meiner Bachelorarbeit bin ich auf der Suche nach einer geeigneten Lichtquelle (am besten Fasergekoppelte LED) für den Aufbau eines photoakustischen Messplatz.

Um die Messungen durchführen zu können, sollten die ausgestrahlten Lichtpulse eine Pulsweite von 1 - 10ns aufweisen. Die Pulswiederholungsrate sollte min. 10kHz betragen und die optische Ausgangsleistung des Pulses soll (wenn ich alles richtig verstanden habe) ca. 100kW betragen.

Kurz zur Erläuterung:
Die Benötigte Energie die ins Gewebe übertragen werden muss, liegt bei min. 10 mikroJoule. Die Pulsspitzenleistung ergibt sich mit ca. 100kW aus folgender Formel wenn die durschnittliche Leistung ~1W beträgt.

Ppeak * Pulsdauer = Pavg * T

Bei meiner Recherchebin ich besipielsweise auf Mounted-LED's der Firma "Thorlabs" gestoßen. Der maximale Betriebsstrom wird allerdings mit 1 A angegeben und die Ausgangsleistung liegt bei einer Wellenlänge von 565nm bei ca. 1W (laut Mitarbeiterin der Firma ist diese Diode "M565L3" im besten Fall mit 1,2 A zu betreiben).
In einem Paper vom Elsevier Verlag mit dem Titel "Continous wave laser diodes enable fast optoacoustic imaging" ist geschrieben, dass kleinere LED's als die von mir erwähnte (ohne Kühlkörper) mit Strömen von bis zu 60 A betrieben wurden. Eine solche Diode stammt beispielsweise von der Firma "Oclaro", das Modell "HL63193MG", welche im Grunde genommen eine cw-Laserdiode darstellt. Für die Photoakustik wurde allerdings diese Diode mit Pulswiederholungsraten im MHz-Bereich betrieben.

Jetzt zu meiner Frage, kann mir jemand den Unterschied zwischen angefügten Dioden erklären? Meiner Meinung nach hat die "M565L3" lediglich einen zusätzlichen Kühlkörper, wodurch diese ebenfalls für meine Zwecke nutzbar sein sollte. Bzw. kann mir jemand besser geeignete LED's nennen? Wichtig ist, dass diese im sichtbaren-Bereich arbeiten.

Vielen Dank für Euer Bemühen

Beste Grüße
Sven

Die Datenblätter der Dioden finden sich in den Links:
http://www.labhoo.com/brochures/B46504_ ... _rev.2.pdf
https://www.thorlabs.com/drawings/12eed ... cSheet.pdf

[VDX]

Hi Sven,

mit meinen Laserdioden- und LED-Treibern bin ich eher im µs-Bereich unterwegs, da fehlen noch ein paar Potenzen

Hatte allerdings auch schon einen Fall gehabt, wo ein Treiber, der mit 24V @10A versorgt wurde, bei einem einzuregelnden Konstantstrom von über 7A hochfrequent zu oszillieren begann und viele "Pulsspitzen" mit weniger als 500ns Länge und bis zu 90A Puls-Spitzenstrom ausgegeben hat! Damit hat eine 9Watt-IR-Laserdiode die Optik geschmolzen, die mehr als 25Watt aushalten sollte

Für Kurzpuls-LED's und Laserdioden könntest du dich evtl. bei den Teilen für LIDAR-Anwendungen umschauen - da sollte es passendes geben ...

Viktor

[SvenM]

Hi Viktor,

vielen Dank für deine schnelle Antwort. Habe schon bei den LIDAR Anwendungen geschaut, bin über die Suche irgendwann auf cw-Laserdioden gestoßen.
Die benötigten Pulsenergien liegen bei einigen mikroJoule (will ja nicht die Haut des Probanden durchbrennen). In dem Paper, dass ich in meinem vorherigen Post erwähnt habe, wurden bereits mit cw-Laserdioden Pulsenergien von 200nJ erzielt, bei einer PRF von 625kHz.

Mir stellt sich jetzt lediglich noch die Frage wo der Unterschied zwischen den beiden von mir genannten Dioden liegt?
Ich als Laie würde behaupten, dass die Laserdiode von "Thorlabs" lediglich einen Kühlkörper um sich hat.

Vielleicht kann mir auch jemand den baulichen Unterschied zwischen einer cw-Diode und einer gepulsten Diode erklären?

Beste Grüße
Sven

[tschosef]

howdy...


der Link zur Thorlabs-Diode geht nicht.... daher sah ich das zu vergleichende Objekt nicht, und hab auch nix geantwortet (faul wie ich bin)...

kannst den fixen?

viele Grüße
Erich

[SvenM]

Servus

anbei der Link von Thorlabs

https://www.thorlabs.com/drawings/34506 ... cSheet.pdf

alternativ hier:

https://www.thorlabs.com/newgrouppage9. ... up_id=2692

Beste Grüße
Sven

[tschosef]

hai hai.....

hmmm.... das eine (HL63193MG) is ne Laserdiode, ohne Treiber, Gehäuse, Kolimator und sonstiges,
das andere (M565L3) ist scheinbar eine LED, auf einem Kühlkörper sitzend, auch ohne Treiber, oder derartiges...

hmm..... was da nu beser geeignet ist.... grübel.... hmmmm
die Spectrale Breite der Laserdiode dürfte wesentlich kleiner sein (einige nm vielleicht)... wogegen die LED die 104 nm hat!?