[Fotos] LED Gepumpter KTP

[KvnTM]

Guten "Morgen" Leute.
Hab mir mal etwas Zeit für ein paar schöne Fotos genommen. Habe einen 532nm KTP aus einem DPSS Laser mit einer Weißen LED bestrahlt (durch kolli).
Ich muss zugeben, dass die Reflektionen des Kristalls wunderschön sind

[tracky]

Ähmmm, nicht kohärente Lichtquelle ( welche WL? ) durch KTP mit 1064/532 Beschichtung? Wie soll das funktionieren? Bitte um Erklärung?

[KvnTM]

Ähmmm, nicht kohärente Lichtquelle ( welche WL? ) durch KTP mit 1064/532 Beschichtung? Wie soll das funktionieren? Bitte um Erklärung?

Also der KTP hat eine 808/532 Beschichtung also mit Frequenzverdoppler. Und nein das Licht ist absolut nicht Kohärent, der Kristall emittiert lediglich Blau/Grünes Licht(Je nach Einfall des Lichts). Es ist mir nur aufgefallen, als ich den Kristall in der Sonne liegen hatte.. Da war auf einmal eine knallgrüne Reflektion an der Wand, kommt dem 532nm licht sehr nahe. Ich fand es einfach mal Interessant euch dieses "Phänomen" zu zeigen

EDIT: Anbei noch eine schnelle Skizze des Aufbaus

[undineSpektrum]

Hallo, ...

also erstmal : Sehr beeindruckende Fotos, die Du da gemacht hast ... könnte auf einem Werbeprospekt eines Optikhersteller als Titelblatt abgebildet sein...

Ich sehe schon auch Du kommst auf die Idee nicht so kohärentes Licht mal zu untersuchen - den Zauber partieller Kohärenz einfach mal auszuprobieren!

@tracky: Du fragst welche Wellenlänge ... das kann er nicht sagen, denn seine Lichtquelle hat gewissermassen ein nicht kohärentes "Super-Kontinuum" -> weißes Licht. Partielle Kohärenz argumentiert mit Spektren im Wellenlängenbereich ... weisst Du aber alles.
Diese Quellen (weiße LED´s) sind faszinierend.

@ KvnTM : Wie erklärst Du Dir denn die entstehenden, farbigen Reflexe an dem Kristall? ( Tipp : Bunten Farben von Öl auf einer Wasserobefläche ... ? )
Die Bestimmung der Wellenlängenbereiche der Reflexe gelingt mit einem in diesem Forum angegebenen sehr einfach zu bauenden Spektrometer oder aber eine CD wenn Du kein Gitter zur Hand hast...

Weiterhin gutes Gelingen und viel Experimentierfreude,

Undine

[undineSpektrum]

Nachtrag :

Das Spektrometer gibt´s hier ( Bauanleitung ) .... :

http://astromedia.eu/Bastelspass-der-Wi ... ::132.html

Ich habe es aus diesem Topic hier : http://www.laserfreak.net/forum/viewtop ... 82&t=55158
Die letzte Antwort da sagt denke ich deutlich, was davon zu halten ist ...

Grüße,

Undine

[KvnTM]

Danke undine, meine Lehre als Fotograf macht sich bezahlt
Das mit dem Spektrometer ist mir bekannt, habe sogar so ein "Gitter". Weißes licht ist natürlich im "vollen" Spektrum also Rot, Grün, Blau. Auch alle Mischfarben. Nur das Interessante: Der KTP sendet aber nur Blau und Grün aus. Blau nur sehr sehr schwach, schon fast im UV Bereich und Grün (das standart 532nm Grün) ist wirklich sehr hell, musste die Kamera schon ein bisschen neigen, sonst war das Bild einfach überbelichtet.

Meine Theorie: Beinhaltet das Spektrum von Phosphor (Weiße LED's) nicht auch einen IR anteil? Ich habe mir gedacht, dass evtl ein hoher Anteil 1064 oder 808nm vorhanden ist. Das würde den Kristall ja anregen.

[KvnTM]

Ich werde das gleiche gleich nochmal mit Nebel machen, vielleicht erkennt man es dann noch besser

[KvnTM]

Hier die Bilder mit Nebel

[jojo]

Ich denke mal mit Anregung des KTPs in irgendwelcher Form hat das nichts zu tun.
Es kommt mit Sicherheit von der Beschichtung (Coating).
Die Beschichtungen sind für einen Winkel von 90° gerechnet. Lässt man Licht in einem schrägen Winkel darauffallen, dann ändert sich die Reflexion. Aus einer AR 532nm Schicht kann so plötzlich eine HR 532nm Schicht werden.
Ist wie bei Dichros, wenn man sie dreht.
Die Beschichtung selektiert Dir also einzelne Wellenlängen der LED heraus, je nach Winkel.
Der KTP-Kristall ist völlig passiv. Könnte genausogut Glas sein.

Joachim

[undineSpektrum]

Herrliche Bilder nochmal...

genau... das vermute ich auch mal dass es so ist wie jojo es schreibt... ist der gleiche Effekt wie ein Ölfilm in der Pfütze (... in den Pfützen schwimmt Benzin, schillernd wie ein Regenbogen - Wolken spiegeln sich darin ... ), das ist leider im dunklen Labor nicht möglich...
So entstehen auch die Farben mancher Insekten ... oder auch der bläuliche oder pinke schimmer mancher vergüteten Objektive am Tageslicht ... Interferenz an dünnen Schichten eben .

@KvnTM:
Frequenzverdoppelung mit gewöhnlichen Lichtquellen : Das ist es hier aber ganz sicher nicht ... dann das Spektrum einer LED enthält keinen oder zumindest einen sehr geringen Infrarotanteil... das zeichnet diese Lichtquellen gegenüber dem gewöhnlichen Glühlicht aus.
Das ist wichtig, z.B. bei der Verwendung als "Kaltlichtquelle" für die Mikroskopie... und bei Experimenten mit "Einzelphotonen" als Raumbeleuchtung, damit keine störenden IR-Photonen in den Multplier oder die großflächige PIN-Diode gelangen...

Mit Hilfe von High-Power-LED´s ist aber - wie von Dir angenommen - tatsächlich eine Frequenzverdoppelung nachweisbar - wenngleich dafür eine farbige, rot strahlende LED genügend hoher Strahlungsleistung erforderlich ist, die in den Kristall fokussiert wird. ( Versuch von Franken mit einer hellroten LED ... ergibt im Bereich von ca. 320 nm (UV) eine ganz schwache, frequenzverdoppelte Lichtintensität, die auch messbar ist - Phasenanpassung ist nicht nötig. )
Hierzu ist entweder ein Photomultiplier oder aber ein Amateurfilm in einem lichtdichten Gehäuse erforderlich um den Effekt mit einer Langzeitbelichtung nachzuweisen... aber es geht! ( Habe es mit verschiedenen Kristallen selber ausprobiert ... )

Grüße,

Undine

[adminoli]

..in den Pfützen schwimmt Benzin, schillernd wie ein Regenbogen - Wolken spiegeln sich darin ...

Reinhard Mey im LF-Forum, fehlt nur noch Guido der um die Ecke kommt und singt: "Ich bin Klempner von Beruf, ein dreifach Hoch dem der dies gold'ne Handwerk schuf!"

[guido]

Der ist aber Fernsehtechniker...nix GWS ....

[Hatschi]

Halli Hallo

@KvnTM: Du kannst (solltest) die Fotos hier auf LaserFreak hochladen.
Somit bleibt der thread dann auch noch vollständig wenn es so seltsame img-hoster nicht mehr gibt.

Hatschi

[KvnTM]

Bei bedarf hätte ich die Bilder ja immer aufm PC Was braucht man denn für die Frequenzverdoppelung mit einer Roten LED? Spiegelreflexkameras für Langzeitbelichtungen hab ich hier

[KvnTM]

Off Topic aber dennoch schön anzusehen(Ja es ist eine HeNe Röhre):

[Hatschi]

Halli Hallo

Eine Led wirst du nicht gescheit Frequenzverdoppelt bekommen.

Selbst frequenzverdoppelte Laserdioden sind sehr rar und die verwendeten arbeiten in sehr engen Parametern.
Selbst eine billige Laserdiode sendet bei weitem ein "reineres" Licht aus als eine Led.

Hatschi

[Hatschi]

Apropos, mach doch mal auf die kurze Distanz die Blende weiter zu, f8 oder mehr für mehr Schärfentiefe.

[KvnTM]

Apropos, mach doch mal auf die kurze Distanz die Blende weiter zu, f8 oder mehr für mehr Schärfentiefe.

F/22 | 25 Sek. Belichtet, macht den schönen "Sterneffekt" bei hellen Objekten

[Hatschi]

Halli Hallo

Ah ja, also zu wenig Leistung...

Probiers mal mit einer GuckiDrucki mit kleinem Chip -> hohe Schärfentiefe.

Hatschi

[KvnTM]

Zu wenig Leistung nicht umbedingt, man sieht die Strahlen einfach schöner bei einer langen Belichtung Sag mal, was ist ein GuckiDrucki ?

[Hatschi]

Alles unter APC-Sensor...

[KvnTM]

Meine Kamera hat nen DX-Sensor also über APS-C, mir kommt nichts mit kleinem Sensor ins haus

[linus]

kann es sein das du eine nikon hast?

ps:

Das DX-Format wurde 1999 mit der Nikon D1 eingeführt. Es ist mit etwa 23,7 mm × 15,6 mm kleiner als das Kleinbildformat und weicht auch von den bis dahin für digitale Spiegelreflexkameras verwendeten Formaten ab. Es wird häufig auch etwas unpräzise als APS-C-Format bezeichnet.

[KvnTM]

kann es sein das du eine nikon hast?

ps:

Das DX-Format wurde 1999 mit der Nikon D1 eingeführt. Es ist mit etwa 23,7 mm × 15,6 mm kleiner als das Kleinbildformat und weicht auch von den bis dahin für digitale Spiegelreflexkameras verwendeten Formaten ab. Es wird häufig auch etwas unpräzise als APS-C-Format bezeichnet.

Ja es ist eine Nikon der DX Sensor ist meines Wissens nach ein kleines stück größer. Aber spielt ja auch keine Rolle

[Hatschi]

Ja, DX is a Stücki größer als APS-C.

[undineSpektrum]

Hallo nochmal:

Harald, Du schriebst:
Zitat anfang...
"Eine Led wirst du nicht gescheit Frequenzverdoppelt bekommen. "
Zitat ende...

Naja, grundsätzlich gibst Du die Lehrbuchmeinung richtig wieder, es kommt darauf an was Du mit "gescheit" meinst ...
Denn : Es geht tatsächlich... da irrst Du dich ein bisschen...
Aber : So schöne Bilder wie hier kann man von dem frequenzverdoppelten Licht nicht machen... da hast Du sicher recht...

Der Aufbau zum Nachweis der optischen Frequenzverdoppelung ist fast derselbe wie oben schon gezeigt - nur mit einer rot strahlenden LED bei der maximal erzeugten Wellenlänge im Bereich um 625 nm ( hellrot ) oder aber auch dunkelrot ( 670 nm )... kleiner Emitter bei mindestes einigen Watt elektrischer Leistung, wobei das erzeugte rote Licht der Fundementalwellen in den Kristall fokussiert wird.
Das durch den Kristall hindurchtretende Licht wird in die Abbildungsebene mit einem farbkorrigierten Objektiv fokussiert... anschließend durch ein Prisma aus Quarz- oder Flintglas (UV!) zerlegt ... und das Spektrum auf einem Film aufgefangen. Die ganze Apparatur sollte lichtdicht verschlossen sein. Nach vielen Stunden Belichtungszeit wird auf einem normalen 100er- Amateur-Schwarzweißfilm ein hellgrauer Streifen an der Stelle sichtbar wo die Wellenlänge von ca. 310 nm bzw. 335 nm auf die Emulsion fällt.

Das ist eine modifizierte Version des Experimentes von Franken - das Licht der "Fundamentalwelle" muss dafür weder kohärent sein noch muß eine Phasenanpassung vorliegen.

Vorteilhaft sind dünnere Kristallplättchen, wobei das eigentlich egal ist, da von allen Stellen im Kristall frequenzverdoppelte Wellen zusammen mit den Fundamentalwellen des roten Lichtes entstehen und sich die Schwankungen durch die fehlende Phasenanpassung durch die fehlende Kohärenz "wegmitteln"...

Wenn ich wieder längere Zeit mit meinen LED´s zubringe dokumentiere ich es vielleicht auch mal hier...

@KvnTM : Gerne poste ich hier eine Skizze der beschriebenen Aufbaus. Ist etwas aufwendiger.
Die Fotos von Deinem He-Ne-Laserlicht mit Gitter sind hervorragend...!
Dieser Laser kann bei 1mW Strahlungsleistung überigens auch frequenzverdoppelt werden ... und man kann den Effekt mit derselben Methode nachweisen. Hier sollte der Kristall vielleicht etwas dünner sein...

Grüße ...

Undine

[Hatschi]

Halli Hallo

Ich sehe gerade das die KTP und ND:YVO4 schon bis 500nm runtergehen. Die Effizienz meines (schon veralteten) Wissens dort aber sehr bescheiden ist weshalb man auch für blaue DPSS LBO und Varianten genommen hat trotzdem sie Temperaturmäßig schwerer zu handhaben sind.

Eigenglich wollte ich mit meinem vorangegangenen Post nur hinweisen das eine Effizienz wie bei den bekannten 532nm bei weitem nicht möglich ist (...nach vielen Stunden Belichtungszeit... )

Hatschi

[KvnTM]

@undine:
Wenn du mir eine Skizze dafür gibst wäre das Super! Werde es dann mal aufbauen und das Resultat hier posten
Der kleine HeNe soll angeblich eine Leistung von 2 bis 3 mW haben. Hab leider keine Messgeräte für diesen kleinen Bereich.

Kann das ganze ja auch nochmal mit einer 3W roten LED machen und dann nen weißen Papierschirm mitnder DSLR für 10 min belichten. Die sensoren sind ja recht empfindlich auf UV

[undineSpektrum]

Hi,

Nachtrag auf Deine Frage (KvnTm) :
Hier ist eine Skizze eines Versuchsaufbaus zum fotographischen (<- sag´mal schreibe ich das hier eigentlich richtig... ? Dieses Wort wurde in den letzten zehn Jahren durch den Duden soooo verdreht... ) Nachweis optischen Frequenzverdoppelung einer roten LED - es können auch anstatt 650 nm Wellenlänge 632 nm oder aber 670 nm Wellenlänge sein... :

LED-SHG.jpg

Hat etwas genauert, weil ich das alles mit Photoshop neu zeichnen musste - ich bin anscheinend nicht in der Lage meine großen Handzeichnungen in einem hier duldbaren Format einzulesen - die "zarten" Bleistiftstriche sind dann nicht mehr vernünftig erkennbar...
Problem bei diesem Aufbau ist meiner Erfahrung nach

1.) Die Transparenz der Optiken für UV-Strahlung der Wellenlänge 325 nm ( oder 315 nm bzw. 335 nm. ... )
2.) Die chromatische Abberation über eine volle optische Oktave ( Hans Kayser würde sich freuen: Die optische Frequenzverdoppelung ist eine "Oktavoperation" ... ) und die damit verbundene Unschärfe im blauen Bereich des Spektrums... die Brennpunkte der Optiken liegen ja ganz woanders...
3.) Die kleinen nichtlinearen Koeffizienten der Frequenzverdoppelung : Die Intensität ist sehr gering, so dass lange belichtet werden muß -> Der Versuch muß lichtdicht "eingepackt" sein - jeder Lichtquelle braucht Ihre eigene Kammer.

Wie Du schon schreibst : Die Empfindlichkeit der Filme das sehe ich als weniger Kritisch im UV an.

Eine Justierhilfe ist die Kalibrierlichtquelle - HBO-Lampen sind das was ich da kenne - aber elektrisch aufwändig und ggf. auch gefährlich.... Empfehle eine UV-LED zur Kalibrierung. Die gibt es für 325 nm - was sie allerdings aktuell kosten weiß ich nicht. Richtig - ein weißes Blatt Papier oder ein Zinksulfidschirm oder eine mit Neonfarbe bestrichene Pappe als UV-Detektor hilft beim Justieren.

Lange Rede kurzer Sinn : Einfach mal testen - das ist ein anspruchsvollerer Versuch!

Grüße,

Undine

[KvnTM]

Danke dir undine für diese wunderschöne Skizze Werde mal gucken was sich machen lässt

PS: Fotografie (Deutsch), Fotographie (Deutsch/Englisch Wirrwar), Photography (Englisch)

[KvnTM]

Off Topic:
Mein neues Baby

Runtergefahren auf 277mW (gemessen). Brauche meine Augen noch

[undineSpektrum]

Wow,...

das sind 445 nm Wellenlänge ... wahrscheinlich bis zu 1 Watt Strahlungsleistung. Oder?
Das mal mit dem Gitter - so wie der He-Ne - fotografiert... das macht einen schönen Effekt!

Aber vorsicht :
Schutzbrille benutzen bei den Laserleistungen - zumal auch in diesem Wellenlängenbereich.(!)
Denn Du brauchst Deine Augen wirklich noch - ich denke nicht nur als Fotograf! Aber Du weisst ja bescheid ...

Hast Du den Strahl schon mal aufgeweitet (Linse / rundes Glas ) so dass ein größerer Lichtfleck auf der Wand entsteht - und die Speckles fotografiert?
Damit meine ich sowas wie das hier:

Speckleinterferenzen.jpg

Von weitem sieht es aus als bestehe das Licht aus lauter kleinen "Pünktchen" ... sie bewegen sich mit kleinen Bewegungen des Kopfes beim Betrachten mit - meistens in entgegengesetzte Richtung.
Es sind ja Zufallsinterferenzen der kohärenten Lichtstrahlung - sie entstehen durch die diffuse Reflexion an einer beleuchteten, rauhen Fläche. Das Bild hier stammt von dem roten Licht eines Helium-Neon-Lasers - aufgenommen etwa im Jahr 1996.

Tipp : Diese Speckle-Figuren sind überigens immer zu sehen - egal ob die Kamera auf die Wand ( oder das kohärent beleuchtete Objekt ) "scharfgestellt" ist oder nicht.

Grüße,

Undine

[KvnTM]

Hallo undine,
Ja 445nm bis 1Watt sind locker drin. Mir ist aber aufgefallen, dass diese dioden.besch***ene strahleigenschaften haben. Der strahl ist rechteckig und ihn richtig zu fokussieren is ne Qual..

Thema sicherheit mit auge etc.. keine sorge

Bilder mit gitter werde ich gleich machen wenn ich von der Arbeit komme. Das mit den speckles kenne ich, kann gerne mal den strahl de-fokussieren und ein bild machen mit sehr schneller belichtung

Grüße,
Kevin

[VDX]

... ja, die Strahlgeometrie ist eher bescheiden - bei meinem Test mit kleinen 10x10x1mm-Spiegeln auf Billig-Galvoscanner und damit maximal möglicher Strahlaufweitung auf etwa 5mm hatte ich bei 150mm Fokusabstand keinen Punkt, sondern ein Rechteck mit 0.4x0.1mm

Jetzt habe ich den XY-Scanner auf Servos umgebaut, damit ich 40x40x6mm-Spiegel verwenden kann - vor Allem wegen der damit größeren 'Belastbarkeit' ... will da mit auf etwa 15mm aufgeweiteten Strahl aus einem 50Watt- oder 120Watt-Faserlaser drübergehen.

Das dürfte aber auch mal interessant sein, was ich bei einem auf 15mm aufgeweiteten Strahl aus einer von den 445nm-Dioden nach 200mm als Fokus-Durchmesser bzw. -Form bekomme

Übrigens läßt sich so ein 'Rechteck-Strahl' wunderbar zu einem perfekten Kreis umformen, wenn nah am Emitter der Strahl in eine Faser eingekoppelt wird ... nach ein paar cm durch die Faser kommt am anderen Ende ein perfekt runder Strahl raus

Viktor

[undineSpektrum]

Hallo zusammen,

@Viktor : Ich erlaube es mir mal auf einen Thread mit Deinem Ergebnis hinzuweisen und Deine Bilder hier von der beschriebenen Strahlformung zu zeigen ... ich hoffe das ist so in Ordnung ...
Damals ging es da irgendwie um Strahlparameter und Strahlformung von Dioden...

http://www.laserfreak.net/forum/viewtop ... 25&t=54844

Hier ist Viktor´s Ergebnis dazu sehr schön zu sehen - das Strahlprofil am Ende der Faser ist jetzt komplett homogen und es braucht keinen Anamorphoten mehr - ich glaube die Wellenlänge der Dioden war 975 nm... :

Strahlformung 975nm.jpg

Strahlformung2 975nm.jpg

Nochmals : Das finde ich eine sehr schöne Dokumentation dieser Methode ...

@ KvnTM : Ob das allerdings Sinn bei einer blauen Diode macht hängt immer davon ab welche Anwendungen Du vorgesehen hast - aber zum Probieren und Experimentieren ist es sicher interessant ... wenn Du eine passende Faser zu Verfügung hast.
Mich würde mal der Vergleich mit einem optimal eingestellten Anamorphoten ( das ist die Strahlformungsoptik einer Laserdiode )
interessieren...

Grüße,

Undine