Ist es möglich, einfach eine normale (kontinuierliche) Laserdiode zu nehmen und sie zu pulsieren? Oder hat das nicht den gleichen Effekt wie gepulste Laserdioden?

Im Moment plane ich ein Projekt mit Lasern (ja, ich habe eine Lasersicherheitsvorlesung). Ich suche nach einer günstigen Möglichkeit, einen gepulsten Laser im nahen Infrarotbereich zu bauen. Da Laserdioden normalerweise relativ billig sind, dachte ich, dass sie diese Anforderung meines Projekts gut erfüllen würden. Ich habe es geschafft, eine relativ billige Laserdiode mit geeigneter Wellenlänge zu finden, die jedoch nicht gepulst ist. Ist es möglich, einfach eine normale (kontinuierliche) Laserdiode zu nehmen und sie zu pulsieren (durch den Bau eines geeigneten gepulsten Lasertreibers oder so)? Oder hat das nicht den gleichen Effekt wie gepulste Laserdioden? Wenn dies tatsächlich praktisch machbar ist, wie kann man dann vorgehen (Links zu Ressourcen/Informationen sind willkommen)?

Link zum Datenblatt des Geräts.
@Andyaka Ich habe einen Hyperlink hinzugefügt, aber ich frage wirklich allgemein.
Nun, um zu antworten, müsste man wissen, was ein gepulster Laser tun soll, und das ist eher für Physik SE geeignet. Ich bat um die Datenblätter, um zu sehen, ob der von Ihnen gewählte Laser gepulst werden kann und mit welcher Frequenz, falls dies für Ihre Anwendung relevant sein könnte. Wenn es eine allgemeine Frage ist, warum Laser gepulst werden, ist dies die falsche Seite.
Möchten Sie "moduliert" (veränderliche Helligkeit, ein oder aus) oder möchten Sie tatsächlich "gepulst" (kurze Bursts mit sehr hoher Leistung, die die maximale Dauerleistung überschreiten)? Worauf zielen Sie damit ab?
@pjc50 Gepulst, nicht moduliert.
Dieser Laser hat kein angemessenes Datenblatt, da die Informationen in diesem Link mir kein Vertrauen in seine Zuverlässigkeit geben. Sie sollten nach einem Laser mit einem PDF-Datenblatt suchen.
@Andyaka Ich frage nicht, warum Laser gepulst sind. Meine Frage ist wie gesagt: "Ist es möglich, einfach eine normale (kontinuierliche) Laserdiode zu nehmen und sie zu pulsieren (durch den Bau eines geeigneten gepulsten Lasertreibers oder so)?" Ich frage, ob dies bei Dauerstrich-Laserdioden generell möglich ist.
Nun, da Sie es einschalten und einige Zeit später ausschalten und diesen Vorgang wiederholen können, würde dies das Pulsen eines Lasers darstellen. Ob das Ihren Anforderungen entspricht, ist unklar.
@Andyaka Sie haben gerade beschrieben, was "gepulst" in der Photonik bedeutet, und dann fragen Sie mich, ob ich nur möchte, dass es "ein- und ausschaltet" ...
Hören Sie, ich habe keine Ahnung, was ein gepulster Laser bewirken soll. Ich kann sehen, dass es ein- und ausgeschaltet werden kann, aber das ist möglicherweise nicht alles, was in der Welt der Menschen, die Laser pulsieren, notwendig ist. Ich moduliere Laser und das ist anders. Beschreiben Sie also, was Ihrer Meinung nach die Anforderungen an eine gepulste Laserquelle vollständig ausmachen sollte, und Sie erhalten möglicherweise einige Antworten. Was mich betrifft, erkenne ich den von Ihnen verlinkten Artikel nicht als zuverlässig an. Ich würde es nicht mit den von Ihnen verlinkten Informationen kaufen - das sind meine zwei Cent.
Nun, es ist ein Problem mit dem Wärmemanagement; Sie können es übersteuern und es wird mit ziemlicher Sicherheit funktionieren, aber wie viel können Sie tun, bevor es den Würfel zerstört? Sie kaufen entweder eine Charge davon und charakterisieren dies selbst oder finden eine, bei der der Hersteller dies bereits getan hat.
@Andyaka Hoppla, ich habe den Kommentar von pjc50 mit deinem verwechselt. Entschuldigen Sie. Ich meinte "kurze Bursts mit sehr hoher Leistung", was der Zweck von gepulsten Lasern im Kontext der Photonik ist.
@ pjc50 Wenn ich also ein Kühlsystem (Kühlkörper, thermoelektrische Kühlung) verwende, kann ich jede Laserdiode nehmen und sie in eine gepulste Laserdiode umwandeln (indem ich einen geeigneten Lasertreiber erstelle, nehme ich an)?
@Andyaka Und danke für den Rat. Ich werde mich woanders nach seriöseren Alternativen umsehen. Aber wie gesagt, ich interessiere mich eher für eine allgemeine Frage als für eine bestimmte Laserdiode.
Sie müssen auf jeden Fall die Zeit kennen, die der Laser benötigt, um mit dem Lasern zu beginnen - deshalb nehmen wir in der Kommunikation (Modulation) den niedrigen Leistungspegel nicht unter einen bestimmten (temperaturabhängigen) Schwellenwert - wenn wir es getan haben, Geschwindigkeit (Modulation an -Off-Geschwindigkeit) wäre miserabel. Dieses Problem kann auch ein Problem für gepulste Laseranwendungen sein - ich weiß es nicht.
@ThePointer Mein Punkt war, dass Sie es pulsieren können, aber woher wissen Sie, wie viel Sie es pulsieren können? Normale LEDs tolerieren im Allgemeinen PWM von einigen Mal dem Nennstrom für kurze Arbeitszyklen. Ohne eine Spezifikation haben Sie keine andere Möglichkeit, als die Leistung aufzuwickeln, bis Ihre Diode explodiert ...
Ich denke, es wäre viel effektiver, die angestrebten Spezifikationen (Wiederholungsrate, Impulsenergie, Arbeitszyklus) und Ihre Anwendung (Ablation, Flugzeit usw.) anzugeben und dann zu fragen, wie man einen Treiber für diese Spezifikation baut . Diese Spezifikationen werden die Lösung von trivial zu teuer zu völlig unmöglich machen.

Antworten (1)

Oft ist gerade eine gepulste Laserdiode nicht sehr effizient, so dass sie im Dauerbetrieb (wir sagen „continuous wave“ oder „CW“) überhitzen und sich selbst zerstören würde. Meistens sind die ersten Laser eines bestimmten Typs (einschließlich des allerersten Lasers, eines gepulsten Rubinlasers) gepulst, und erst später werden effizientere CW-fähige Laser entwickelt. Dazu gehören Laserdioden.

Man kann also durchaus jede beliebige Laserdiode nehmen und gepulst betreiben.

Es praktisch zu tun, wird ein paar Schwierigkeiten haben.

  • Wenn Sie sehr kurze Impulse erzielen möchten und der Laser dafür nicht ausgelegt ist (sehr niedrige Kapazität, hauptsächlich wenn wir über Laserdioden sprechen), können Sie mit einem bestimmten Laser möglicherweise nicht die gewünschte Impulsbreite erzielen .

  • Wenn der Laser nicht für gepulsten Betrieb ausgelegt ist, wissen Sie nicht, wie stark ein Puls (welche Pulsenergie) Sie treiben können, ohne das Gerät zu beschädigen oder seine Lebensdauer zu verkürzen.

  • Wenn Sie eine ganz bestimmte Laserwellenlänge wünschen, stellen Sie möglicherweise fest, dass der Laser bei gepulstem Betrieb eine etwas andere Wellenlänge erzeugt als bei CW-Betrieb.

Wenn Sie Pulse im Bereich von 1-100 ns und nicht zu viel Spitzenleistung wünschen und bereit sind, etwas zu experimentieren (und ein paar Laser zu zerstören), um herauszufinden, wie stark Sie Ihren Laser ohne Schaden fahren können, dann werden Sie es tun wahrscheinlich in der Lage sein, es zu tun. Wenn Sie Pulse im Sub-Nanosekundenbereich wünschen (und insbesondere 10 ps oder weniger), sollten Sie wahrscheinlich einen anderen Lasertyp mit einem Verstärkungsumschalt- oder Modusverriegelungsmechanismus und einem längeren Resonator wählen, um dies zu erreichen. Diodengepumpte Faserringlaser scheinen zum Beispiel für die Erzeugung von Sub-Pikosekunden-Pulsen je nach gewünschter Wellenlänge recht beliebt zu sein.

Der erste Teil Ihres letzten Absatzes beschreibt genau meine Anforderungen! Ich suche nach einer Impulsbreite von 1–100 ns, einer niedrigen Spitzenleistung (für biomedizinische Anwendungen und mit Haut-/Augensicherheit) und einer Wellenlänge im NIR-Bereich. Ich denke darüber nach, einige billige 800-nm-Dioden zu besorgen und sie zum Experimentieren zu verwenden und dann zu teureren Dioden mit höherer Wellenlänge überzugehen, wenn ich eine bessere Vorstellung davon habe, wie ich die Idee umsetzen kann. Da Sie anscheinend eine gute Vorstellung davon haben, woran ich interessiert bin, haben Sie irgendwelche Ressourcen/Vorschläge/Ratschläge/ect.?
(Insbesondere, wie man eine kontinuierliche Laserdiode in eine gepulste umwandelt, verwandte Mathematik für Berechnungen der Eigenschaften des neuen Lasers usw.? Lehrbuchreferenzen wären in Ordnung, wenn Sie irgendwelche Abschnitte kennen, die sich darauf konzentrieren Das.)
Es sollte nicht allzu schwierig sein, einen Puls von 10 ns oder länger aus nahezu jedem NIR-Laser mit geringer Leistung herauszuholen, indem man ihn einfach mit einer gepulsten Stromquelle antreibt. Das Erhalten kürzerer Pulse hängt von dem exakt gewählten Laser ab. Die einzige andere Sache ist, wenn dieses Produkt mehr als vielleicht 100 Stunden halten muss, müssen Sie Design für Zuverlässigkeit ernst nehmen. In meiner Arbeit (Telekommunikation) verwenden wir normalerweise über 100 Laser für Zuverlässigkeitsstudien für jedes neue Produkt, indem wir sie zum Beispiel monatelang bei erhöhten Temperaturen laufen lassen, um die Zuverlässigkeit zu beweisen.
Meine ursprüngliche Sorge war, dass kontinuierliche Laserdioden nicht in gepulste Laser umgewandelt werden können, da gepulste Laser einen Mechanismus zum Ansammeln von Energie in der Kavität und zum anschließenden Ablassen erfordern, während Dauerstrichlaser diese Fähigkeit nicht besitzen. Außerhalb von Laserdioden wird hierfür aktives oder passives Güteschalten verwendet. Wollen Sie damit nur zur Verdeutlichung sagen, dass kontinuierliche Laserdioden tatsächlich diese Fähigkeit besitzen, Energie zu akkumulieren und sie in Impulsen abzugeben? Ich möchte nur sichergehen, denn das ist offensichtlich etwas anderes als das Erzeugen von Impulsen durch „Ein- und Ausschalten“.
@The Pointer Sie akkumulieren keine signifikante Energie wie ein modengekoppelter Laser. Sie schalten sie nur sehr schnell ein und aus.
@ user1850479 oh, ok. Ich vermutete, dass dies der Fall sein würde. Angenommen, ich nehme eine kontinuierliche Laserdiode und pulsiere sie auf diese Weise („Ein- und Ausschalten“), wissen Sie, wie ich die neuen Eigenschaften des Lasers berechnen würde, wie z. B. die neue durchschnittliche Ausgangsenergie, sowie die Impulsenergien?
@The Pointer Sie würden diese Parameter messen oder für einen gepulsten Laser bezahlen, bei dem ihn jemand für Sie charakterisiert hat.
@ user1850479 sie müssen gemessen werden? Es gibt keine Möglichkeit, sie aus den Werten des kontinuierlichen Lasers zu berechnen / abzuleiten, und wie Sie ihn pulsieren?
@ThePointer, kein allgemeiner Weg. Vielleicht gibt es da draußen einen Anbieter, der ein Gerät hat, das in beide Richtungen charakterisiert ist, und der für seinen Prozess und seine Geometrie weiß, wie sich die gepulsten Parameter auf die CW-Parameter beziehen. Aber wenn Sie dieses Produkt nicht zufällig von diesem Anbieter kaufen, gilt sein Wissen nicht (und er wird es sowieso nicht mit Ihnen teilen).
Ist es möglich, einfach eine normale (kontinuierliche) Laserdiode zu nehmen und sie zu pulsieren? Oder hat das nicht den gleichen Effekt wie gepulste Laserdioden?
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