Полупроводниковый лазер

Ivan382

Вопрос к знатокам полупроводниковых/твердотельных лазеров
Дело такое:
был куплен лазер модель CPS532 (4.5mW, 532nm, collimated DPSS laser diode module)
http://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=148...
Я стал измерять как он светит. У меня есть фотодиод
http://www.edmundoptics.com/electro-optics/detector-componen...
Silicon Detector, Normal Response, NT53-372,
подсоединенный к трансимпедансному усилителю на базе OPA380. Импеданс преобразования 2.2 кОм, полоса до 10 МГц.
Лазер просто линзой фокусирую на диод.
Включаю - сначала выдает более или менее постоянный уровень, который соответствует
заявленной мощности. Через некоторое время после включения начинаются сильные осцилляции в виде импульсов с амплитудой, сравнимой со средним уровнем. Частота повторения импульсов - около 100 кГц.
Что это может быть?
Для справки добавлю.
Детектор проверил на обычной лазерной указке и HeNe - осцилляций нет.
Также, измерения напряжения питания показали, что есть флуктуации до 200 mV peak to peak на фоне 5 Вольт. Частота при этом раз 10 выше чем частота флуктуаций интенсивности, и форма никак не соответствует. Также шунтом в 0.5 Ом измерил ток - флуктуирует от 70 до 150 мА, частота также около 1 МГц и выше.
Блок питания - рекомендованный фирмой, заявлено 10 мВ rms шума.

Brina

Вопрос к знатокам полупроводниковых/твердотельных лазеров
Дело такое:
был куплен лазер модель CPS532 (4.5mW, 532nm, collimated DPSS laser diode module)
Это, я так понимаю, твердотельный. С, насколько я понимаю, удвоителем частоты.
Включаю - сначала выдает более или менее постоянный уровень, который соответствует
заявленной мощности. Через некоторое время после включения начинаются сильные осцилляции в виде импульсов с амплитудой, сравнимой со средним уровнем. Частота повторения импульсов - около 100 кГц.
Что это может быть?

Мобить, он просто греется? И диодная накачка начинает какую-то ботву выдавать?

Ivan382

На ощупь даже не теплый, хотя может быть внутри он и правда греется.
Но я написал в поддержу - говорят такого быть не должно.

Nastia-2008

Может фотодетектор просто греется, вот его и штормит. Поставь серый фильтр (один или несколько) и посмотри на флуктуации фототока.

Brina

Может фотодетектор просто греется, вот его и штормит.
Очень может быть...

Ivan382

Фотодетектор греется - вряд ли. Мощность маловата. Рука же моя не греется, когда я ею пучок загораживаю. А светофильтр не меняет картины - осцилляции также наблюдаются.
Сейчас я вообще перешел на стандартный гелий-неон - с ним все нормально работает.

kapello07

Возьми обычный фотодиод, с постоянной времени так чтобы примерно до 1 мгц мог частоты видеть и прямо на осциллографе посмотри что за х..ня. Постоянная времени регулируется нагрузочным резистором-надо взять оптимум между чувствительностью и временным разрешением
У меня однажды была следующая х..ня:
Собирал лазер фемтосекундный на хромфорстерите-очень долго не мог поставить устойчивые фемтосекунды-как бы ставятся, но слетают. Поставил наконец-стали смотреть гребенку и увидели провалы в излучении лазера накачки. Провалы примерно по 10 мкс, хаотично распределенные со средним количеством около 1000 в секунду. Лазер накачки-волоконный иттербиевый ИРЭ ПОЛЮС 15 Вт. Отдали производителю, обрисовали проблему-ее устранили.
Это к тому что всякое бывает-даже если вещь серийная и хорошо отработанная

Ivan382

В смысле обычный? У меня и есть обычный фотодиод - детектор.
Он + усилок дают полосу 10 МГц.
Видимо да, придется сдать обратно этот лазер.

kapello07

Зачем усилок? Я так понял что тебе не понятно шумит ли лазер или детектор?
Если просто на диод светить без дополнительно электроники, то примерно до процента шумы лазера видно

Ivan382

Понятно теперь, что шумит лазер, ведь на тот же самый детектор я светил и указкой и Не-Ne

Ivan382

Ну и собственно на диод без электроники я тоже светил, и видел эти же шумы.

kapello07

Диод стоит в чип и дипе рублей 50, Если лень ехать, то в "древностях" ищешь транзистор в круглом металличеком корпусе, спиливаешь крышку и получается диод. Только транзистор надо брать с частотой выше чем ту, которую ищешь в излучении

kapello07

Ну и собственно на диод без электроники я тоже светил, и видел эти же шумы.
Если они сильно не соответствует тому что заявляет производитель в документации, то однозначно лазер работает неправильно. Т.е. не работает

Ivan382

Особенно с учетом подозрительных шумов еще и по линии питания.
Ну да, отослать обратно, и пусть сами разбираются.

Ivan382

Кстати еще есть вопрос, я когда покупал этот лазер, не удосужился узнать, какая у него длина когерентности.
Знает кто-нибудь типичное значение для таких "указок"?

kapello07

Особенно с учетом подозрительных шумов еще и по линии питания.
А блок питания поставлялся с лазером? Если нет, то лазер может быть не причем

Ivan382

Блок питания - рекомендованный этой же фирмой для этих моделей.
Однако, когда я блок нагрузил 40 Ом резистором, что дает 125 mA тока, сравнимого с потребляемым лазером, в линии все было нормально. Конечно, характер нагрузки лазером и резистором разный, но все же.

kapello07

Петь, я если не секрет, то для чего лазер нужен?
Т.е. что от него требуется:
высокая когерентность
качество пространственной моды
отсутствие шумов?
Одночастотный лазер с твоими параметрами стоит примерно 3000$ . Но опыт говорит, что очень мало задач в которых его не может заменить обычная зеленая указка за 1000рублей.

Ivan382

Классический Мах-Зендер.

Ivan382

Точнее однолучевой Мах-Зендер.
Большая длина когерентности не нужна, но 10 см хотя бы.
стабильность интенсивности, да важно, но несколько процентов не так страшно, особенно, если на низких частотах порядка сотен Герц.
Про пространственную моду сложно сказать. Но вроде бы сейчас с He-Ne, который дает TEM00 все нормально.

kapello07

Далее смотри-если в твердотельном лазере не обеспечить обратную связь со стабилизацией мощности, то в режиме свободной генерации в мощности будет шум на частоте порядка десятков килогерц. С глубиной модуляции десятки процентов-так называемые релаксационные колебания.
В газовых лазерах их нет-это связано с временем жизни рабочего уровня.
Поэтому если это обычный лазерный модуль без извращений, то я не удивлюсь что это для него нормальный рабочий режим

Ivan382

Во блин, а я-то думал что техника уже дошла.

kapello07

Кстати еще есть вопрос, я когда покупал этот лазер, не удосужился узнать, какая у него длина когерентности.
Знает кто-нибудь типичное значение для таких "указок"?
Опыт говорит следующее. Запитываешь указку от стабилизированного блока питания с очень плавной регулировкой напряжения. При каком то пороге при уменьшении он начинает работать или в одночастотном или в двухчастотном режиме. И резко пространственная мода улучшается. Но из-за того что у тебя идет конкуренция мод-когерентность сильно от этого не падает.
Длина когерентности будет не хуже нескольких метров.
Если у тебя не одночастотный лазер за деньги, которые я озвучил выше, то тебе с твоим лазером скорее всего все равно придется делать эту процедуру

Ivan382

Ну да, обычный He-Ne - начиная от 1000
http://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=151...
А вот про этого твердотельного пишут, что мол альтернатива He-Ne
http://www.thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=CPS180
и стоит 100

kapello07

когерентность сильно от этого не падает.
Не совсем правильно выразился- не сильно падает видность интерференционной картины глазом.
Еще с дешевыми указками бывает так, что с одной лучше получается, а с другой хуже, поэтому лучше купить несколько и выбрать получше

Ivan382

Тогда лучше нормальный газовый лазер, чем несколько)

kapello07

Посмотрел по ссылке-дешевка, отличающаяся от китайской указки, только продавцом с именем
Не будет он альтернативой ХЕ НЕ по шумам. Для юстировки сойдет также, а вот шумы с гарантией будут большие. Т.е если для юстировки, то он удобней, а вот к примеру для оптической связи хуже будет, а когерентность у него мне кажется не больше пары сантиметров. Но скорее всего его можно будет сильно улучшить методом описанным в предыдущем посте.
Если ты в Москве, то могу тебе помочь- у меня в распоряжении лаборатория лазерная и мастерская. Плюс большой опыт по интерферометрам и контролю оптики

kapello07

Тогда лучше нормальный газовый лазер, чем несколько)
Нет, он большой и неудобный Но иногда бывает незаменим

Ivan382

Понятно, туфту толкают.
Я со всем этим делом не в Москве, но в любом случае спасибо)

Ivan382

У газового еще есть один +, он греет помещение)

kapello07

Вот вещь, которая точно будет работать и лучше гелий неона во всех отношениях, но цена по порядку 3000$
http://www.laser-compact.ru/prod/s111.html

kapello07

У газового еще есть один +, он греет помещение)
Это как раз минус, так как от тепловыделения аппаратура уплывает и потоки воздушные. Иногда приходится чиллер в соседнее помещение убирать из за этого

Ivan382

Нормальный такой девайс.
Ну это от приложения зависит.

Ivan382

Надо шефу показать)

Ivan382

А что, страница только на русском?

Brina

До чего ж приятно мне вас читать. Я то теоретик, а все ваши экспериментаторские темы понимаю. Бальзам на душу...
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: