MOin, ich will bei einem Laser gepulsten (Khz-Bereich) Laser mit sehr kurzer Pulsdauer ( z.B. Nanosekunden) die Leistung der Strahlung messen Wie soll ich die Pulsenergie bei so einem schnellen Laser messen? (Die Pulse auf bestimmte Zeit integrieren? Wenn ja , wie realisiere ich so was..) Vielen Dank für jede Meinung, Hilfe und Hinweis. s.
Standardmaessig mit einem thermischen Detektor. Derintegriert die Leistung. Mit einem Reflex vom Spiegel wuerd ich's nicht machen, oder nur unter definierten voraussetzungen.
Eine normale Fotodiode mittelt schon die Leistung über eine gewisse Zeit. Der mittlere Strom entspricht auch schon der mittleren Leistung. Als eine einfache Lösung reicht es direkt die Fotodiode mit einem DMM im Strombereich zu verbinden. Zur besseren Mittelung kann man noch einen kleinen Kondensator parallel schalten und ggf. eine kleine Spannung (z.B. 1,5 V Batterie) als Vorspannung dazu. Für die Umrechnung in eine Leistung braucht man dann noch den Quantenwirkungsgrad der Fotodiode, die optischen Verluste und die Wellenlänge des Lasers.
Mit der Photodiode kann man proportional zur Leistung messen. Denn man kann ja nur einen ausgekoppelten Teil auf die Photodiode geben. Und dieses Teilerverhaeltnis ist nicht zwingend stabil...
danke für die schnelle Rückmeldungen. Eine thermische Messmethode fällt leider wegen der Umgebungsbedingungen aus. Wäre dies auch so einfach, wenn die Pulsrate im KHz. Bereich ist? @ Ulrich Was ist denn DMM ? Digital-Multi-Meter? Ulrich schrieb: > Für die Umrechnung in eine > Leistung braucht man dann noch den Quantenwirkungsgrad der Fotodiode, > die optischen Verluste und die Wellenlänge des Lasers Woher weiss ich diese Faktoren? Wie sieht die Berechnungsformel evtl. aus? Danke. :)
Vergiss das Diodenzeug, das du die Skalierung nicht kennst. Eine Thermische Messungistbrecht einfach. Man nimmt ein schwarzes Blech, oder noch besser einen hohlen Schwarzkoerper, den man mit einem Peltier auf Raumtemperatur haelt. Kann mit einem Widerstand kalibriert werden. Und ist bis auf die Emissivitaet genau.
sloomy .. schrieb: > Wäre dies auch so einfach, wenn die Pulsrate im KHz. Bereich ist? Ist doch egal wie hoch die Pulsrate ist. Wenn Du die durchschnittliche Leistung bestimt hast, lässt sich daraus und aus Kenntnis von Pulsdauer und Pulsrate die Pulsleistung und die Pulsenergie ausrechnen. > Woher weiss ich diese Faktoren? Wenn sie nicht im Datenblatt stehen, dann kannst Du sie durch Einmessen mit einer bekannten Strahlquelle experimentell bestimmen. Oder Du besorgst Dir Detektoren mit bekannter Charakteristik: http://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=947
Das Problem ist, dass die Temperatur im Aufbau stark schwankt und somit auch die "Raumtemperatur". Somit wird das leider schwierig. Eine PD-Lösung wäre mir wirklich lieber. Aber danke für die Info. :)
Boll Boller schrieb: > Vergiss das Diodenzeug, das du die Skalierung nicht kennst. Eine > Thermische Messungistbrecht einfach. Man nimmt ein schwarzes Blech, oder > noch besser einen hohlen Schwarzkoerper, den man mit einem Peltier auf > Raumtemperatur haelt. Kann mit einem Widerstand kalibriert werden. Und > ist bis auf die Emissivitaet genau. Sicher kennt man die Skalierung. Das kann man mittels Datenblatt und der Quantenausbeute ermitteln. Um welche Laserleistung geht es überhaupt? µW? mW? W? kW? Wie genau mmöchtest du messen? Für Leistungen bis 100W habe ich mit den Messköpfen von Coherent (z.B. PM150-*) gute Erfahrungen gemacht, sowohl mit kurzen Pulsen (ns), ultra-kurzen (ps, fs) Pulsen und cw- Laserquellen. Die Köpefe fangen bei 1300€ an und haben so 3% Genauigkeit. Kleine Leistungen bzw. Pulsform/-dauer mit einer schnellen PD. Risetime im einstelligen ns-Bereich und nem GHz Oszi. Oder langsame PD für mittlere Leistung.
Für eine grobe Messung reichen die Angaben im Datenblatt der Photodioden. Es hängt aber von der Wellenlänge ab, wie stark da die Empfindlichkeit ggf. von Exemplar zu Exemplar schwankt. Im mittleren Bereich so von 800 nm - 500 nm sind da eher wenig Schwankungen zu erwarten und der Quantenwirkungsgrad ist auch relativ konstant und dicht bei 0,95.
Danke für die Antworten. die Wellenlänge soll zwischen 900nm bis 1100nm sein. Da sind die Wirkungsgrade der schnellen Dioden ziemlich gering, ich weiss. mW bis 1W Bereiche werden sehr wahrscheinlich bevorzugt. Genau möchte die momentane Pulsleistung messen. Oszi fällt aus, da ich in ner Regelung/Überwachung/Kontrolle die PD-Werte nutzen will.
Geh zu Thorlabs und kaufe das Laser-Power Meter. 1200 Euro mit Detektor und gut ist.
Dass ist aber nicht zufällig ein Zwei-Photonen Laser? Wenn Du regeln willst, nimm eine Photodiode in Transimpedanzschaltung und bastle mit Feedback-C und R einen Tiefpass, der schnell genug für die Reglung ist, aber die Pulse integriert.
Topographisches Mysterium schrieb: > aber die Pulse integriert. wie mache ich das? Bitte nicht nur einfach " mit einem Integrator" schreiben, sondern detaillierte Beschreibung wäre sehr nett.
Die Pulse werden durch die Sperrschicht Kapazitaet der Diode integriert. Keine Bange, das macht die von selbst. Sonst koennte man gar keine Femtosekundenlaser messen. Eine gute Photodiode fuer Femtosekundenlaser macht vielleicht 30..40GHz, entsprechend 30ps oder so, einen faktor tausend langsamer wie der Puls.
Willst du die Pulsleistung messsen (Spitzenleistung) oder die mittlere Leistung ?
Die Pulsleistung ergibt sich aus der Reprate, der Pulslaenge und der Pulsform. Die Pulslaenge und die Pulsform kann man mit einem (Auto-)Korrelator messen. Dabei wird der Puls Laengen-, resp Zeitvariabel verzoegert und mit sich selbst multipliziert. Aber eigentlich ist beides schon durch den Prozess, resp die Ratengleichung gegeben. Die so gemessene Leistung muss dann noch mit der mittleren Leistung skaliert werden, und die misst man ueblicherweise thermisch.
http://ukw-berichte.de/ukw-docs/zeitschr/inh_302.html Alexander Meier hat sowas mal veröffentlicht, hier die Abbildung auf der Titelseite der UKW-Berichte 3/2002 http://www.ame-engineering.de/
Danke für die viele Anmerkungen. Uwe schrieb: > Willst du die Pulsleistung messsen (Spitzenleistung) oder die mittlere > Leistung ? Ich würde gerne doch die mittlere Leistung messen. Die Spitzenleistung wäre zu schwierig zu messen oder?
Hallo, wie genau und wie berechne ich das? Ich will evtl. die Daten über µC auswerten, weiterverwenden, deswegen wollte ich wie man messen bzw. berechnen kann. Schöne Grüße,
Hallo, also mittlerweile doch die Spitzenleistung wird gebraucht. Wie ich die mittlere Leistung messen bzw. berechnen kann, weiss ich mittlerweile. Schöne Grüße
Wenn du die Pulsform und breite kennst, dann kannst du die berechnen. Wenn nicht mußt du mit einer kürzeren Pulsperiode abtasten als der Laserpuls Breit ist (bzw. dessen höchster Frequenzanteil). Du mußt den Quatenwirkungsgrad der Photodiode kennen und deren Signal mit einem Transimpedanzverstärker verstärken (dieser muß passend zur Diode und zum Signal dimensioniert sein).
Und natürlcih mußt du die Wellenlänge kennen, denn davon hängt der Quantenwirkungsgrad ab. Wenn sich diese dynamisch ändert mußt du sie zusätzlich messen.
Ok, Du willst also den Femtosekundenpuls messen. Kein Problem, die Chinesen waren vor Dir da: http://wulixb.iphy.ac.XX/EN/abstract/abstract16951.shtml XX durch cn ersetzen
vielleicht hilf das: http://www.greenteg.com/applications/heat-flux-sensing/laser-power-measurement/
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