Modulering af laser lys, hvordan? - Page 2

Do you have a question? Post it now! No Registration Necessary

Translate This Thread From Danish to

Threaded View
Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Et umiddelbart problem med interferometret er at du vil få en
frekvensmoduleret bærebølge, hvor bærebølgen har frekvensen 0... :-) Så
man skal nok forskyde den ene stråle på en eller anden måde... Måske
burde man bruge en laser med to farver, da man hermed får en "naturlig"
FM bærebølge der vil blive nem at dekode efter fotodioden.

Med venlig hilsen Preben


Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Nu har jeg heller ikke sagt at AM ville være smart til det her projekt,
faktisk tror jeg ikke rigtigt det vil kunne lykkes :) - FM vil under alle
omstændigheder være bedre end AM her... (Tænk på vind, forskellig
rudestørrelse giver forskellig AM osv.)


Brian



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

hmm vil det ikke også give forskelligt FM signal??

Mvh Thomas



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
jow, sagde jyden...


Quoted text here. Click to load it



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Her er en konstruktion der udnytter det princip:
http://hot.ee/nuhk/laser.html

Med venlig hilsen Preben


Re: Modulering af laser lys, hvordan?

Quoted text here. Click to load it

Hvis nogen lyste ind i min stue med en laser, for det er
vel kun en mindre del, der reflekteres, ville jeg blive ret
sur, måske endda skyde efter dem med min pistol. Ikke
mindst da, hvis jeg var en spion. :-)

Venlig hilsen

James Bond

(Med tilnavnet Villy Dalsgaard)



Re: Modulering af laser lys, hvordan?

Quoted text here. Click to load it

Har 2 stk Infrarøde laser dioder liggende, de kunne blive lidt svære at
opdage ;)

Mvh Thomas



Re: Modulering af laser lys, hvordan?

Quoted text here. Click to load it


Ja og nej. Når ruden vibrere vil den naturligvis ændre krumning som en linse
og da din "lyttepost" ikke kan flytte sig efter den reflekterede stråle vil
der være variation af mængden af tilbagekastet lys. Bortset fra denne
variation af lysmængden vil signalet også ændre frekvens pga.
dobblereffekten der fremkommer ved at glaset skiftevis bevæger sig imod og
væk fra dig - lige som lyden af en forbikørende ambulance.

Lad os se på hvad der sker når laserlys rammer et stykke glas; Det lys der
udsendes fra en laser har den egenskab at det er i fase, dvs. at alle
fotonerne har samme (næsten) frekvens og at alle deres bølger følges ad, man
kan mao. forestille sig at de er en ubrudt bølgebevægelse.
Når lyset rammer glaset vil noget af lyset gå igennem glasset, noget
absorberes og noget vil reflekteres. En del af lyset vil også reflekteres
diffust fra ujævnheder og snavs på overfladen af glasset.
Du vil altså få to forskellige "output" fra glasset det diffuse lys og det
reflekterede. Det reflekterede vil forlade glasset i samme vinkel som du
sender det ind med og står du ret meget fra en normalretning på glasset vil
du ikke kunne opfange noget af det signal.

Det må altså være den diffuse reflektion du skal "lytte" på.
Ved at lytte direkte på det lys der kastes tilbage skal du for et kunne
afkode et signal fra det sammelligne med det sendte signal. Det er svjv. dog
ikke så nemt at lave da det er ret høje frekvenser der er tale om...

En anden metode er at pulse laseren med en lavere frekvens, det giver dig et
firkant signal tilbage med en puls-vidde-modulation af det reflekterede lys,
som jeg vil tro er en del nemmere at afkode.

Mvh
//zigge



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Ihh Tak det var lige sådan en forklaring jeg havde ventet på.

Quoted text here. Click to load it



Forstår udmærket godt dit princip men kraver det ikke en uhyrlig præcision i
output pulser og samtidig er forskellen i input pulser jo næsten lig 0...?!

jeg overvejre lidt en løsning med en beam-splitter, der benytter interferens
princippet:


                 --- Spejl
                  |
                  | / Beam-splitter
                  |/
   Laser ---------/--------------| Vindue
                 /|
                / |
                  |
                  o Foto-diode

skitse lånt af Preben (endnu engang)
Nogen der ved om det er muligt selv at fremstille sådan en beam-splitter
helt fra bunden??

Eller simpelthen bare måle på variationen i lysstyrken!

Mvh Thomas






Re: Modulering af laser lys, hvordan?


Quoted text here. Click to load it
i
0...?!

Egentligt ikke, hvis du sender med en fast frekvens på f.eks. 30kHz er det
overkommelig elektronik der skal til for at afkode signalet.
Men nu er jeg jo ikke ret sej til elektronik, så det kan være at jeg tager
fejl :-)
Hvis du sigter dit output signal fra dit input, burde du få et rent
lydsignal.
Min ide er at du sådan set skal sample positionen på vinduesglasset ved at
trække kurverne for in og output fra hinanden, resultatet er en værdi for
glassets position som du så kan glatte ud og sende ind i en højtaler.


Quoted text here. Click to load it
interferens

Beamsplitteren skal konstrueres til brug for den bølgelængde lys du vil
splitte, hvis du vil lave en med IR-lys er materialet ZinkSelenid et ret
kostbart materiale... Når du har en plade ZnSe skal den så belægges med et
antal lag af dielektrika, dvs. pådampes tynde lag af metalfilm... Ikke noget
man laver på køkkenbordet.
En beamsplitter af et noget simplere design kan bruges til lys i det synlige
område, her kan alm. glas bruges til nød... Men det ligger nok lidt ud over
gruppens fundsats at komme med de store optik-forklaringer her. Det skulle
være muligt at finde en del litteratur om emnet enten på biblioteket eller
på nettet.
Jeg er dog ikke sikker på at det er nødvendigt med en beamsplitter, hvis du
bruger en solidstate laser (diode) så kan du jo bruge det signal du sender
ind i dioden som refarence (det gælder naturligvis ikke hvis du vil måle
interfrerens)

Quoted text here. Click to load it

Prøv at regne lidt på lysintensiteterne, du har spredning af både lyset fra
din lyskilde og det reflekterede lys.

Mvh
//zigge
Mvh
//zigge



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Alt er jo muligt, men jeg tror at det er
smartere/nemmere/billigere(totalt set) bare at købe en (snak med din
lokale fysik-lærer) eller låne en hos den selvsamme lokale fysik-lærer.
Her vil du sikkert også kunne låne laseren.

Quoted text here. Click to load it

Det er også en mulighed, det kommer alt sammen an på hvor
nøjagtigt/støjfrit du vil lave målingen.

Husk nu på det jeg har sagt før: Den simple opstilling med
interferometeret giver en FM-moduleret bærebølge, hvor bærebølgen har
frekvensen 0 Hz! I stedet bør du "modulere" strålen. Måske vha. en
piezo-højtaler på spejlet der udfører en savtak-svingning. Du må selv
lige regne ud hvad tiderne skal være for at begge de lineære dele af
svingningen kommer til at modulere strålen højere end 10-20 kHz og
lavere end 20-30 Hz (det hørlige område).

Med venlig hilsen Preben


Re: Modulering af laser lys, hvordan?

Quoted text here. Click to load it

Jeg forstår ik helt hvorfor det er så nødvendigt med en bærebølge??

Ved at lave en simpel skitse af situationen, syns jeg bare man kommer frem
til at outputtet fra fotodioden får den dobbelte frekvens af rudens
frekvens, så handler det ik bare om at finde en snedig måde at halvere en
sinus frekvens på??

Men hvordan halvere man en sinus frekvens simpelt??

Mvh Thomas

PS. hvis jeg får tid prøver jeg lige at opstille en beam-splitter vha. et
almindeligt stykke glas.



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Det er nu ikke helt rigtigt. Hvis vi betegner rudens "displacement" som
funktion af tiden med dx(t) og bølgelængden af laserlyset med lambda,
får vi at fotodioden måler en amplitude som funktion af tiden på :

   A(t) = sin( 2*pi*(dx(t) + b ) / lambda )

Her har jeg også indført en bias b.

Så hvis ruden svinger med frekvensen f, får du altså

   A(t) = sin( 2*pi*(d*sin(2*pi*f*t) + b ) / lambda )

hvor d er det maksimale udving af ruden. Dvs. du opfanger en "sinus af
en sinus". Da det ikke er nemt med det simple interferometer at bestemme
om ruden går ind eller ud, bliver det ikke en køn lyd du får ud af
dette... :-)

Hvis du i stedet får det faste spejl til at bevæge sig med en konstant
hastighed (ses i parametren f), vil du få:

   A(t) = sin( 2*pi*(d*sin(2*pi*f*t) + b + f*t) / lambda )

Dvs. en FM-moduleret sinus, der skulle være rimelig simpel at få noget
ud af... I praksis kan man jo ikke have et spejl til at køre uendeligt
langt væk, derfor min idé med piezoen...

Hmmm, det blev lidt længere en beregnet, håber du kunne følge med... :-)

Med venlig hilsen Preben


Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

nåh da da....! det er jo lidt mere kompliceret end ved første øjekast.

jeg er desværre ik så skræb til matematik (men tror blindt på hvad du
skriver =) ). Jeg har prøvet at taste følgende ind på min grafregner:


A(t)=sin(2*pi*(1e-3m*sin(2*pi*1000hz*t) + 0)/680e-8m)

 Og det giver ikke noget der ligner en pæn sinus kurve (skulle det ikke
gerne give det??)!!

Mvh Thomas



Re: Modulering af laser lys, hvordan?

Quoted text here. Click to load it

Syns heller ik det ligner en sinus kurver der igen svinger med en anden
sinus kurve (hvis du forstår), det ligner ikke en gang noget der periodisk
gentager sig selv (og det skulle det vel?)

Mvh Thomas



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Faktisk er det ikke så slemt endda, men det ser måske lidt voldsomt ud
med den ligning... :-)

Quoted text here. Click to load it

Nej, det er jo præcis det det ikke gør. Det kommer sandsynligvis til at
lyde meget underligt, og meget værre end AM-modulation. Hvis du derimod
sætter den konstante bevægelse af spejlet ovenpå, vil du se en flot
sinuskurve der bliver FM-moduleret af rudens bevægelse. Denne
FM-modulation vil du så kunne "dekode" på en ud af mange måder.

Med venlig hilsen Preben


Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

I øvrigt er det foto-dioden måler altid positivt, sorry for den fejl...
Kan fikses ved at sætte amplituden i anden (svarende til måling af
power) eller ved at tage absolut værdi.

MVH PMB


Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it
det
til

Et løst skud fra hoften:
Brug to strålesplittere efter hinanden. En laser lyser gennem dem
begge, og hver splitter har en fotodiode og et spejl. De to
splittere med fotodioder skal justeres så den ene giver halv
amplitude når den anden giver fuld eller minimum. De skal altså
være 90 grader ude af fase. Så sætter man en kvadraturdetektor på
de to fotodioder, så kan man måle om ruden bevæger sig imod en
eller bort fra en. Ligesom en computermus kan se om den bevæges
den ene eller den anden vej ved at se på den indbyrdes fase af
signalerne fra de to fotodioder.

Ved rudeudsving betydelig mindre end lysbølgelængden kan man vel
nøjes med at lytte direkte til signalet fra en af fotodioderne
(hvis man rammer en gennemsnitsafstand der giver middel
amplitude).

--
Ulrik Smed,
Denmark, Aarhus



Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Lidt flere strålesplittere men til gengæld ingen bevægelige dele...
Meget smart... :-)

Med venlig hilsen Preben


Re: Modulering af laser lys, hvordan?
Quoted text here. Click to load it

Hej Zigge, dette vil ikke give noget, tværtimod. At du tænder og slukker
laseren kan du lige så godt opnå ved at tænde og slukke modtager-dioden,
så her mister du bare signal.

Med venlig hilsen Preben


Site Timeline