Laserwellenlänge bestimmen???

Post by **hubert** » Mon 27 Nov, 2006 2:06 pm

Hat irgendwer eine Idee wie man die Wellenlänge einer Laserdiode bestimmen kann?
ich hab hier eine Hand voll Laserdioden, die 808nm/100mW haben sollen, aber nen Kristall aus nem DPSS Laser bekomme ich damit nicht gepumpt.
die Leistung stimmt in etwa ( Nahfeldmessung mit ner nicht geeichten Fotodiode BPW34 )
nun möchte ich feststellen, welche Wellenlänge die haben, theoretisch sollte es mit nen doppel- oder einzelspalt und viel rechnerei funktionieren, aber wie führe ich das praktisch aus???

Post by **jf87k** » Mon 27 Nov, 2006 2:27 pm

also wenn's so is wie ich's in der schule gelernt hab:

d.h. du jagst den strahl durch ein gitter (line-grating) auf einen schirm oder so und schaust, wo die Maxima sind. Dann misst du den abstand zwischen 0. und 1. maximum (gegenkathete) und den abstand von schirm zu gitter. mit pytagoras kannst du dann den abstand zwischen maximum erster ordnung und gitter bestimmen (hypotenuse) -> gegenkathete/hypotenuse=sin(alpha). dann kannst du die wellenlänge ausrechnen. wird aber schwierig sein, das alles ganz genau hinzukriegen.

gruß, julian

ps: sry für die shice-zeichnung. hab ich grad schnell mit paint gemacht. hab keine zeit....

Post by **parity** » Mon 27 Nov, 2006 2:44 pm

Sehr schwierig ist es eigentlich nicht. Das geht sogar ziemlich genau.
Das Problem ist eigentlich nur, dass man als Laie keinen Spalt/Gitter zur Verfügung hat, dessen Gitterkonstante/Spaltbreite man exakt kennt.
Solltest Du allerdings ein Inteferentgitter mit definerter Gitterkonstante zur Hand haben, kannst Du ganz ohne elektronische Helferlein Deine Wellenlänge bestimmen.
Bei IR-Laser musst Du halt nur mal schauen, wie Du die Maxima ausfindig machst. Detektorkarte ist da vermutlich die bequemste Variante.
Eine Verbesserung der Messgenauikkeit erreichst Du übrigens wenn Du nicht zum 1. Maximum misst, sondern zum letzten klar erkennbaren und dann durch die Anzahl Dividierst. Damit sinkt der Fehler um den Faktor der Ordnung des letzten verwendeten Maximum.

@jf87k: Hübsche Maxima haste da gezeichnet.

Post by **turntabledj** » Mon 27 Nov, 2006 3:32 pm

aber nen Kristall aus nem DPSS Laser bekomme ich damit nicht gepumpt.

Vielleicht liegt das Problem wo anders

Um mit der 808nm-Diode auf 532nm grün zu kommen, musst du durch 2 Kristalle lasern, welche auch entsprechende Beschichtungen haben müssen.

Das erste Kristall wird mit 808nm gepumpt und emittiert 1024nm.
Diese 1024nm lässt man dann auf das 2. Kristall los, welches die Wellenlänge (1024nm) halbiert.

Die Kristalle müssen zudem exakt aufeinander ausgerichtet sein und die Fokussierung muss stimmen.

Dann kommt noch dazu, dass mit der Pumpleistung schon einen gewisser Schwellwert erreicht werden muss, um die Kristalle überhaupt zum Lasern anzuregen. Wo der Wert im einzelnen liegt, kann ich dir allerdings nicht sagen.

Eine Alternative zu den einzelnen Kristallen wäre ein bereits verklebtes (Casix)Modul mit entsprechender Beschichtung - die werden meist in Pointern verwendet. In den 5mW-Pointern werden i.d.R. 250mW Pumpdioden verbaut.

Du siehst - neben einer evtl. falschen Wellenlänge der Pumpdiode, kann es noch viele andere Ursachen haben...

Grüße
Achim

Post by **hubert** » Mon 27 Nov, 2006 3:40 pm

hmm...
ich kann mich noch wage an denPhysikschulunterricht erinnern, da haben wir die Messung am Einzelspalt (1cm) gemacht, es sollte sogar mit einem Loch bzw einer Linse bekannter Brennweite Fnktionieren, allerdigs betrachtet man dann nict die Maxima, sondern die Minima. Der Abstand Spalt <-> Projektionsfläche ging quer durch den Physiksaal. die Formel war in etwa die gleiche.
sin alpha= n*lambda/d
wobei: n= nummer der Dunkelstelle.
d= Breite des Spalts
alpha = der Winkel in dem der Strahl auf den Spalt trifft.

das abmessen der maxima bzw minima dürfte kein großes Problem sein, auf die Projektionsfläche kommt ein Massstab und das ganze wird mit ner alten Webcam beobachtet, bei der der IR Filter entfernt ist.

als Spalt würde ich 2 Rasierklingen nehmen, aber ich hab nicht die passenden Messgeräte um den Abstand genau genug zu justieren.

wie genau ist die Wellenlänge vom grün bei nem DPSS Laser???
oder bei der Laserdiode aus nem DVD Brenner?

wenn die relativ genau ist, müsste man doch nur die Formel umstellen, daß die genaue Spatbreite bei gegebener Wellenlänge berechnet wird.

oder vllt. das Beugungsgitter aus nem Brenner benutzen? da müsste man doch an die Daten rankommen.

Das Problem scheint schon die Wellenlänge zu sein...
Der Kristall ist ein Kombikristall aus verspiegeltem ND:YVO4(Laser, 808nm rein, 1064nm raus) und KTP(Frequenzverdoppler), stammt aus nem grünen Laserpointer und funktioniert, wenn ich ihn mit der original Laserdiode bestrahle.
möglicherweise haben die Laserdioden ja gar nicht 808nM was kann man verlangen bei 3US$ für 15 Stück ggg.
denn selbst, wenn sie knapp drüber oder drunter liegen würden, sollte einer der nebenmodi nah genug an 808 nm liegen.
vorausgesetzt es ist wie angegeben ne multimode LD, was ich aber schon glaube, denn Monomode LDs sind erheblich teurer als Multimode.

Post by **juk** » Mon 27 Nov, 2006 4:03 pm

Kleiner tip, hast du irgendeinen Laser, dessen Wellenlänge dir genau bekannt ist? z.B. einen HeNe oder grünen DPSS?

Dann kannst du die Gitter oder Spalt-konstante ja selber bestimmen.

Als Gitter funktioniert übrigens notfalls auch eine CD/DVD... Die geprägten/gebrannten Spurrillen in den Dingern wirken wie ein Gitter... Nur halt als Reflexionsgitter.

Post by **tschosef** » Mon 27 Nov, 2006 8:02 pm

hai hai

Gitter funktioniert übrigens notfalls auch eine CD

kurz angemerkt.... ne CD hat ziemlich genau 600 Striche/mm.... nur mal so...

wir vergleichen ne CD mit nem 600er Gitter in der vorlesung (als Versuch) und das geht recht gut hin.

Wer`s genau wissen will kann ja mal nach dem "rillenabstand" einer CD googeln

ich müsst mal nachgucken wo ich das hab (liegt irgendwo in der Arbeit)

grúß
Erich

Post by **gethsemane** » Mon 27 Nov, 2006 9:19 pm

Es ist auch meistens ratsam wenn man eine CD verwendet, deren Schicht zum Beschreiben mit einem CD - Marker oder ähnlichem nicht vorhanden ist, so, dass man durchsehen kann. Wir hatten sowas in meiner Schule, da fällt der Aufbau etwas einfacher und die Ergebnisse sind genauer. So eine CD bekommt man bei nem CD - Hersteller wie Maindisk oder ähnlichem, je nach dem, was in deiner Nähe ist.
Eine andere Lösung ist, indem man die obere Schicht einfach ablöst.

Grüße, Basti

Post by **gethsemane** » Mon 27 Nov, 2006 9:21 pm

PS:

Das erste Kristall wird mit 808nm gepumpt und emittiert 1024nm.

Leider nur fast richtig

sind 1064 Nanometer.

Grüße, Basti[/code]

Post by **chw9999** » Mon 27 Nov, 2006 9:46 pm

gethsemane wrote:Es ist auch meistens ratsam wenn man eine CD verwendet, deren Schicht zum Beschreiben mit einem CD - Marker oder ähnlichem nicht vorhanden ist, so, dass man durchsehen kann.

Guckst Du hier:
http://laserfreak.net/forum/viewtopic.php?t=35471

Sind immer noch auf fast jeder Spindel, die ich kaufe, drauf...

Cheers
Christoph

Post by **gethsemane** » Mon 27 Nov, 2006 9:59 pm

genau die meinte ich

Post by **turntabledj** » Tue 28 Nov, 2006 9:45 am

Leider nur fast richtig sind 1064 Nanometer.

Ups - blöder Fehler. Natürlich sind 1064nm richtig...

Post by **jojo** » Tue 28 Nov, 2006 11:05 am

hubert wrote: wie genau ist die Wellenlänge vom grün bei nem DPSS Laser???

Sehr genau. Zumindest für diese Bastelanwendung.

oder bei der Laserdiode aus nem DVD Brenner?

Sehr ungenau, weil extrem temperaturabhängig.

Der Kristall ist ein Kombikristall aus verspiegeltem ND:YVO4..

Du weisst aber, dass die Absorbtion polaristationsabhängig ist?
Also wenn Du die Pumpdiode gegenüber dem Kristall in Längsachse drehst, bekommt Du ein Maximum und bei 90 Grad dagegen ein Minimum an Effizienz.

möglicherweise haben die Laserdioden ja gar nicht 808nM was kann man verlangen bei 3US$ für 15 Stück ggg.

Der Preis erinnert mich eher an 780nm Dioden aus CD-ROMs.

denn selbst, wenn sie knapp drüber oder drunter liegen würden, sollte einer der nebenmodi nah genug an 808 nm liegen.
vorausgesetzt es ist wie angegeben ne multimode LD

Schau Dir mal das Emissionsspektrum einer multimode LD an (irgendein Datenblatt). Du wirst sehen, dass da gleich neben der Hauptlinie fast nichts geht. Die spektrale Breite bei FWHM ist maximal 1-2nm.
Die Leistungsdichte neben der Hauptlinie ist so gering, dass damit niemals ein Kristall zu pumpen ist. Und schon gar nicht "buttcoupled", also dranhalten und gut iss.

Das einzige, wie Du die Diode trimmen kannst, ist durch Ändern der Temperatur. So kann man eine 805nm Diode durch Erhöhung der Temperatur um 9 Grad auf 808nm schieben.
Das wird aber mit 780nm schwierig, weil die dann ca. 100°C haben muss.
Genauso unmöglich wirds mit einer 830er Diode. Die müsstest Du auf -50 Grad kühlen.

Joachim

Post by **hubert** » Tue 28 Nov, 2006 1:10 pm

Du weisst aber, dass die Absorbtion polaristationsabhängig ist?

jepp, das habe ich schon bemerkt.
allerdings ist ein ND:YVO4 weniger polarisationabhängig als ein ND:YAG.
das heißt, daß man beim ND:YAG die Polarisationebene genauer justieren muss, aber daran liegt es bei mir nicht.
cooler Trick, mit der AbdeckCD von der Spindel, funktioniert aber nicht bei jedem Hersteller.
so, nun muss ich das ganze nochmal eichen, und dann wirds mit dem messen wohl klappen.
wenn ich jetzt noch rausbekommen würde, wie man die CCD Zeile von nem Scanner ausliest, könnte die Messung automatisiert werden.

www.LaserFreak.net

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