Pumpdioden optimal ansteuern

[mikebeam]

Hallöchen,

hab ne Frage zur Ansteuerung von Pumpdioden.

Bei der Beschreibung von Nd:YAG Profilasern lese ich immer wieder dass die Wellenlänge der Pumpdioden auf 808nm geregelt wird. Macht ja auch Sinn da Nd:YAG eine geringe Absorptionsbandbreite hat und die Wellenlänge der Pumpdioden je nach Betriebsparametern etwas driftet.

Wie macht man das? Wird tatsächlich die Wellenlänge der Pumplaserdiode(n)gemessen und wenn ja wie wird das gemacht? Wie wird die erzeugte Wellenlänge geregelt? Funktioniert das über eine Beeinflussung der Diodentemperatur oder gibt es da andere Methoden?

Wäre nett wenn jemand meine Wisenslücken auffüllen könnte.

Ciao
Mike

[Dr. Burne]

Hi,

ganz einfach, an der Temperatur von der jeweiligen Komponente schrauben und die Ausgangsleistung messen.


Gruß Stefan

[tracky]

Hersteller räumen i.d.R. eine Toleranz von +/-5nm ein, was wenn nicht genau geregelt nur ein Teil der optischen Leistung gewährleistet. Somit kann man soviel Power fahren ,wie man will. Es bringt nichts, wenn die Wellenlänge nicht nahezu 100% steht.
Bei Start werden die LD+ Kristall kurzzeitig angeheizt, bis sie ihre eigentliche optimale "Kerntemperatur" erreicht haben, um dann mit dem Kühlprozess ihre Arbeitstemperatur zu halten, die durch den LD Strom erzeugt wird.
Das ist aber keine Garantie für die optimale Wellenlänge, wenn die LD nicht im Vorfeld selektiert wurde.
Selber bestimmen?? Try and error würde ich sagen. . .
Ich messe die 808nm mit dem Meßinstrument, bis ich die optimale Leistung habe und erst dann drehe ich die Phase des Kristalls, bis der Resonator die optimale optische Leistung erzeugt. Viel Zeit und Ruhe sind dazu nötig, um gute Ergebnisse zu erziehlen.
Nicht immer ist das Strahlprofil bei optimaler Leistung gut. Da muß man auch mal auf ein paar mW verzichten, wenn das Strahlprofil gut aussehen soll.

[mikebeam]

Bei Start werden die LD+ Kristall kurzzeitig angeheizt, bis sie ihre eigentliche optimale "Kerntemperatur" erreicht haben, um dann mit dem Kühlprozess ihre Arbeitstemperatur zu halten, die durch den LD Strom erzeugt wird.

Verstehe ich das jetzt richtig dass man durch Messung der Ausgangsleistung des Lasers bei verschiedenen Temperaturen einmal die optimale Temperatur ermittelt und dann nur diese Temperatur regelt in der Hoffnung dass ansonsten "nichts aus dem Ruder läuft"?

[Hatschi]

Halli Hallo

Bist du dir sicher das 808nm die richtige Pumpwellenläge für max. Output ist?
Wie sollte es einfacher gehen als mit der Temperaturregelung zu sehen wo das meißte Output liegt, hast du andere Vorschläge für Otto-Normalverbraucher ohne High-End-Gerätepark?

Am Anfang für Homemade steht immer die max. CW-Leistung, dann kan man bei Modulation optimieren.

Hatschi

[pulslaser]

Bei Start werden die LD+ Kristall kurzzeitig angeheizt, bis sie ihre eigentliche optimale "Kerntemperatur" erreicht haben, um dann mit dem Kühlprozess ihre Arbeitstemperatur zu halten, die durch den LD Strom erzeugt wird.

Verstehe ich das jetzt richtig dass man durch Messung der Ausgangsleistung des Lasers bei verschiedenen Temperaturen einmal die optimale Temperatur ermittelt und dann nur diese Temperatur regelt in der Hoffnung dass ansonsten "nichts aus dem Ruder läuft"?

Genau so isses. Diese Temperatur wird an der/den Pumpdiode/n so konstant wie möglich gehalten. Die Ausgangsleistung des Resonators wird über die Pumpleistung geregelt, sprich den Strom der LD's. Wenn dazu noch Q-Switch Betrieb kommt wird die Leistungsregelung nicht mehr so einfach. Dazu braucht man dann schon einen µC der auf Kennfelder zugreift um optimale Ergebnisse beim Material - Processing zu bekommen.

Bei eigenen Experimenten mit DPSS konnte ich folgendes herausfinden:
Temperatur an der Pumpdiode bei höchster Ausgangsleistung: 40°C
Temperatur des Nd:Yag bei höchster Ausgangsleistung: 18°C

Bei 35°C an der Pumpdiode hatte ich nicht mal mehr die halbe Ausgangsleistung.

Gruß Dieter

[magic33]

SERVUS Freaks

welche ist die ideealtemperatur WENN ES sowas Gibt
bei einem grünen Lasermodul mit 20mW leistung

je nach Ausentemperatur hat das Teil Unterschiedliche Leistung

Danke

[Hatschi]

Halli Hallo

Testen, testen, testen ... mehr sag ich jetzt gar nicht mehr dazu weil oben auch schon einiges steht.

Hatschi

[mikebeam]

Nach fast einem Jahr hat mich das damals noch theoretische Problem in der Praxis wieder eingeholt.

Für meinen kleinen Versuchs-Nd:YAG habe ich aus zwei 1W C-Mount Dioden und ein bischen Glasfaser fasergekoppelte Dioden gebaut und pumpe damit nun mein kleines Kriställchen. Die recht günstigen China-Dioden sind mit +- 8nm angegeben.

Die Pumpeffizienz war zunächst mehr als miserabel. Durch Versuche bei verschiedenen Diodentemperaturen konnten Arbeitspunkte mit passabler Effizienz gefunden werden wobei aber die optimalen Temperaturen der beiden Dioden immerhin 5 Grad auseinanderliegen. Ausserdem driftet die Anordnung immer noch um ca. 20% Gesamteffizienz.

Ich bin damit nicht wirklich zufrieden.

Nun habe ich mir natürlich überlegt wie ich das besser machen könnte.

Optimal wäre eine Regelung des Emissionsmaximums mit der Diodentemperatur als Stellgrösse. Meine Idee ist nun, einen kleinen Teil der Strahlung nicht in die Faser einzukoppeln sondern durch ein Prisma auf 2 oder 3 mit Nd:YAG maskierte Fotodioden zu leiten. So könnte man feststellen ob und in welcher Richtung man von der maximalen Absorption entfernt ist und die Temperatur entsprechend steuern.

Wie ist eure Meinung dazu? Praktisch umsetzbar oder ein Hirngespinst?

Mike