Helligkeit von Lichtblitzen messen

Moin,

Rolf_Bombach schrub:

Wie meinst du das jetzt?

Jein. Also der Puls steigt überaus schnell an, da kommt man nicht hinterher. Dann ist ein Sättigungslevel erreicht. Diese Spannung wird gewisse Zeit 0..20um gehalten. Danach erfolgt ein linearer Abfall über einen Zeitraum von ~30us bis wieder nur Grundrauschen da ist. Meine Folgerung:

  1. sehe ich nicht das Laserlicht sondern das Nachleuchten der Fluoreszens, die dieses im Glas vor der Diode erzeugt. Das Nachleuchten hat sicher einen exponentiell fallenden Verlauf nach dem Laserpuls.
  2. ist die Spannung proportional zum log(Lichtstärke). Daher der lineare Abfall der Spannung.
  3. Ist die Sättigung überschritten, bringt mehr Licht nicht mehr mehr Spannung.

Die Spannung verläuft also in Form eines Sägezahn mit eventuell abgeschnittener Spitze. Aber: Sättigung kann ich problemlos vermeiden wenn ich die Diode anders positioniere. Meine Sorge war vorher nur die, dass ich garnicht bis zur Sättigung komme. Ist aber im Arbeitsbereich kein Problem.

Ginge auch. Wie gesagt, sicher bin ich mir zwar nicht, aber ich denke der lange Puls rührt aus dem Nachleuchten des Deckglases her. Macht also nichts, ist eher hilfreich.

Hmm. Das Integral über den gesamten Puls wäre schön.

Dann habe ich - vorausgesetzt die Pulsdauer liegt an der Diode und nicht am Nachleuchten des Glases - aber ein so kurzes Signal, das mir die Schaltung wieder Probleme macht.

Ich habe mich die letzten Tage etwas in ein Spice-Programm eingearbeitet. Damit habe ich auch versucht, einfache OP-Verstärker aufzubauen. Ich mußte allerdings feststellen, das bei den fraglichen Frequenzen schon so mancher Billig-OP die Grätsche macht. Bei Reichelt findet sich hingegen auch ein OP der mit 300MHz angegeben ist, aber den kann ich wieder nicht simulieren (mangels Information). Nun suche ich nach einer Möglichkeit ein OP zu finden, von dem ich das Datenblatt einsehen kann, den ich kaufen kann (ohne gleich 10000 Stück kaufen zu müssen) und den ich numerisch simulieren kann also die dazu nötigen Kennzahlen habe. Ein Hinweis, welche Teilmenge der

8-beiner die z.B. Reichelt verkauft in Frage käme wäre hilfreich. So im Onlinekatalog findet man ja nicht mehr als eine (mir) nichtssagende Nummer und einen Preis.

Ist mir ja egal, wenn das Signal nur lange genug stehen bleibt. Und das tut es ja us-lang.

Ja ja, fertig kaufen macht doch aber keinen Spass. Fertige Sensorköpfe gibt's natürlich, aber die haben immer so einen dicken Rand drumherum, das ich sie dafür nicht gebrauchen kann.

Siehst du, und deshalb bastele ich mit eine Diode für einstellige ¤ herum anstatt in einem Katalog rumzublättern, wo sowieso nur drin steht, was man gerne mal hätte. Komischerweise reicht das Budget immernoch für Gas. Liegt wohl an den verschiedenen Töpfen die das Geld fließen lassen.

Steht hier auch nebenan, aber damit kann man leider nicht mikroskopisch operieren. Und außerdem ist der (eine CNC-Anlage) mit der Herstellung von Andenken, Geschenken,... ausgelastet.

CU Rollo

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Roland Damm
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Dachte, die wär seit Jahren abgekündigt...

Solange man das nicht mit einem Detektor gemessen hat, der zeitlich nachkommt, ist das reine Spekulation.

DC ja, aber auch nach Sättigung sieht das genau so aus, das will nichts heissen. Ausserdem ist das ziemlich temperaturabhängig.

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Da hab ich mal eine BPW34 geplagt. Bei mittlerer Intensität, was auch immer das sein mag, könnte man grosszügig annehmen, dass das Integral von grüner Kurve und blauer Kurve etwa gleich ist, achtung, verschiedene Skalen. Bei totaler Übersteuerung, rote und schwarze Kurve, stimmt das nicht mehr. Das ist eben gerade dann der Fall, wenn beim Sägezahn die Spitze geplättet wird. X-Axe könnte noch um einen Faktor zwei flashc sein, das LeCroy schreibt ja bei Y-only-Daten die Zeitintervallgrösse nicht in den Header....

Da kommt dann ungefähr immer dasselbe raus...

Intensität verringern und Vorspannung anlegen, dann messen, dann schlussfolgern. Alles andere ist pure Spekulation. Man kriegt diese BPWs schon einigermassen schnell hin, wenn man sich auf kleine Signale beschränkt.

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Mit einer 1 GHz Diode sieht das eher so aus:

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Die Strukturen ergeben sich durch Überlagerung der Moden. Mit einer Streak-camera sähe es noch zer- klüfteter aus.

Frage ist, ob hier slew rate oder GBW wichtig wäre. Signal hat man ja genug. Den LM6171 hab ich schon erfolgreich verbaut, "nur" 100 MHz, aber die 3.6V/ns sind schneller als TTL ;-). LM7171 ist etwas schneller und kann 200 MHz, ist knapp stabil bei A=-1.

Wie gesagt, wenn die Diode nicht in Sättigung geht, Vorspannung hilft da einiges, kann man deren Signal künstlich langsam machen, indem man einen Kondensator parallel dranhängt. Entweder direkt, oder mit (langsamem) Opamp als Ladungs- verstärker. Die Umgebungslichtunempfindlichkeit, welch Wort ;-), leidet allerdings etwas. Vierkanalig haben wir so was schon mal für die ETH bauen müssen, damit ein armer Kerl endlich seine Dissipation^W Dissertation hingekriegt hat.

--
mfg Rolf Bombach
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Rolf_Bombach

Moin,

Rolf_Bombach schrub:

Stimmt, genau so ähnlich sieht das aus, inclusive der kleinen Schwingungen in der roten und blauen Kurve.

Was war da die Lichtquelle?

Ich hätte die Hoffnung, das bei Rot und Blau immernoch ein deutlicher Unterschied sichtbar ist, selbst wenn die Spitze fehlt. Man müßte das Signal nur durch einen Tiefpass oder Integrator schicken und nachsehen, wieviel da nach z.B. 50us noch raus kommt.

Wie nochmals gesagt, ich bräuchte ein Signal, das bei vielleicht 5K Temperaturänderung um weniger als 10% wegdriftet. Höhere Genauigkeit wäre Augenwischerei, weil der Laser schon mit bosem Auge sichtbar flackert, für mich also nur ein Mittelwert relevant ist.

Das wäre dann wohl schlecht.

Also Vorspannung, na gut, geht ja eigentlich auch problemlos.

Das Datenblatt behauptet was von 7ns Anstiegs- und Abfallzeit. Das ist ja meine Hauptsorge, das das so schnell ist und demzufolge kurz, dass ich mit einfachen Bauteilen mit meinen Kenntnissen kaum eine so schnelle Schaltung hinbekomme, die den Puls überhaupt noch sieht. Deswegen wäre langsam ja genau das was ich will.

Interessant. Was für eine Lichtquelle?

Irgendwo brauche ich einen Übergang auf TTL - aber das ist an sich ein anderes Thema. Ich wollte damit mit Komperator, NE555 (Signal integrieren) und D-FF was aufbauen, was mir eine LED dauerhaft ein oder ausschaltet, je nach dem ob der letzte Laserpuls stärker oder schwächer als ein einstellbarer Schwellwert war. Besser 2 LEDs die wechselweise an sind, dann kann man per Auge gut beurteilen, welche heller ist - weil der Laser ja sowieso drastisch in der Pulsenergie streut. Es sind also immer mal Pulse zu schwach oder zu stark, es reicht, wenn ich _sehe_ ob wenigstens der Mittelwert gut ist.

..heisst Verstärkung=1?

Geht natürlich, nur müsste man da natürlich genau ausrechnen. Schließlich soll die Restspannung ja nicht im Rauschen untergehen. Mal nachdenken...

Da sehe ich dann aber das Problem, dass der OP wegen Slew-Rate den Puls einfach übersieht.

Stimmt. Man müsste ein System mit gut kalkuliertem Frequenzgang hinbekommen. Schnell genug damit der Unterschied aus Puls und Dauerlicht noch groß genug ist und langsam genug, damit man nicht auf Spezielbauteile und alchemistische Methoden (Formgebung der Leiterbahnen und so:-) ) angewiesen ist.

CU Rollo

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Roland Damm

Blitzlampengepumpter gepulster aktiv gütegeschalteter frequenzverdoppelter verstärkter intracavitymitetalon- ausgerüsteter Nd:YAG. Ich arbeite noch an längeren Bezeichnungen. Der Oszillator ist extra lang, daher etwas längere Pulse als "normal", ausserdem jage ich den grünen Strahl noch durch einen Pulsstretcher.

Meine Prognose: Hoffnungslos.

Kommt noch, Panik wäre verfrüht.

Mindestens A=2 oder A=-1 (invertierende Schaltung).

Die Photodiode produziert eine der Lichtmenge proportionale Ladung. Falls die nicht versickert (keine Vorspannung, zu viele Millivolts bis in den leitenden Bereich rein, Sättigung usw.) muss die ja noch irgendwo sein. Üblicherweise in der Dioden- plus Kabelkapazität. Der Opamp hat also Zeit, das abzubauen. Zweckmässigerweise nimmt man die invertierende Schaltung. Mit einem C in der Gegenkopplung würde eine Ladung in eine Spannungsstufe umgesetzt. Vorteil: Beliebig Zeit um auszulesen. Nachteil: Resetmimik wird gebraucht, Volllaufen durch Umgebungslicht. Mit R in der Gegenkopplung endet es irgendwann, unendlich schnellen Opamp aus der Theoretikerschublade verwendend, in einem I zu U Umsetzer, also das, was du nicht willst. Vorteil: Wenig Ärger mit Umgebungslicht. Irgendwo ist ein brauchbares Optimum, vielleicht 100pF und 1 Mohm. Als Opamp hab ich traditionellerweise den LF356 verwendet, kein Problem. Die abfallende Flanke ist zwar recht flott, aber mit einem LM398 (?) S&H nahe der minimalen empfohlenen Abtastzeit geht das gerade noch. Läuft seit über 10 Jahren.

Vielleicht kann ich ein Foto des gefädelten Prototypen auftreiben.

--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

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