Laserdiode modulieren

Bei normalen Laserdioden auf keinen Fall.

Meist im GHz-Bereich, ist fast nur begrenzt durch Kapazitaeten, Bahnwiderstaende und wie schnell Dein Treiber ist. Da muesstest Du eine Datenblatt von Deiner Laserdiode besorgen.

Dein Treiber schafft wohl so 50MHz, aber mache das nicht ueber mehr als ein paar Pulse. Sonst raucht er ab. Wenn man super-schnell pulsen muss macht man das ueber "Current Robbing". Dabei wird ein Strom aufgepraegt der dem maximalen LD-Strom entspricht den man moechte. Ein FET schliesst den nach Masse "kurz" wenn Pause sein soll. Bipolartransistor geht auch aber man muss den aus der CE-Saettigung raushalten. Ein dankbarer und billiger Geselle ist z.B. der 2N7002, mit dem man eine LD ueber LVDS Translators oder anderer sehr schneller Logik angesteuert in rund zwei Nanosekunden rumreissen kann.

Nein, ein Laser stirbt "optisch" und das kann in weniger als einer Mikrosekunde schon zu spaet sein. Dann ist die Cavity kaputt und man hat aus einer Laserdiode eine Leuchtdiode gemacht.

Die mit denen ich zu tun hatte konnte man weit in den Sub-Nanosekundenbereich pulsen. Und auch zerstoeren, was ich angesichts eines vierstelligen Preises vermieden habe :-)

Da muss ich passen, vermutlich aber aehnlich hoch.

=C3=B6hen

doppelt unterstreich.=20 Zuviel Strom ist ein sicherer Weg eine Laserdiode zu zerst=C3=B6ren.=20=

Der Maximalstrom wird im Datenblatt =C3=BCblicherweise recht nahe an de= r=20 tats=C3=A4chlichen Zerst=C3=B6rschwelle spezifiziert. Mit 5% mehr hat m= an im Zweifelsfall schon den die Grenze =C3=BCberschritten. Man kann auch nic= ht mit dem Tastverh=C3=A4ltnis des Pulses schummeln. Es kommt tats=C3=A4c= hlich auf den momentanen Stromwert an. Wobei der "Moment" maximal ein paar Nanosekunden L=C3=A4nge hat.

=20

ack. Wir modulieren hier regelm=C3=A4=C3=9Fig mit 7 GHz. Besonders selektier= te=20 Laserdioden braucht es daf=C3=BCr nicht. Generatoren kann mn kaufen.=20=

Der Flaschenhals ist die Einkopplung in den Diodenkristall.

Ah. Hier hei=C3=9Ft die Technik im lokalen Laborsclang "StromklauFET". Die 7 GHz werden allerdings =C3=BCber ein rein passives Bias-T eingebra= cht. Das ist eine AC-Kopplung mit Kapazit=C3=A4t und einer Induktivit=C3=A4t= , die=20 verhindert, dass die HF in die falsche Richtung entweicht. Selbstbau wurde versucht und als untauglich verworfen. Also machte Minicircuits Umsatz.=20

eine sehr kurze Zeit. Es ist die Zeit, die der Strom braucht, um sich=20=

innerhalb des Kristalls auszubreiten.=20

miert.

Daf=C3=BCr ist die Lichtlaufstrecke innnerhalb der Diode viel zu kurz. = Das was man "resonator nennt, ist in Wirklichkeit eine optische Strecke=20 mit einem mittelguten und einem recht schlechten Spiegel. Tats=C3=A4chl= ich wird bei Leistungsdioden die Ausgangsfacette sogar entspiegelt, damit sich im Kristall m=C3=B6glichst keine optische =C3=9Cberh=C3=B6hung auf= baut. Die f=C3=BCr die Laseraktivit=C3=A4t wichtige optische R=C3=BCckkopplung kommt dann = von der=20 Restreflektivit=C3=A4t der Entspiegelung. =20

IMHO schon nach ein paar Nanosekunden. Aber so genau will man das gar nicht wissen :-)

Genauer: Die Oberfl=C3=A4che der Frontfacette ist zerst=C3=B6rt. Sie st= reut dann Licht mit unterschiedlichen optischen Phasen in den Kristall zur=C3=BCc= k. Das st=C3=B6rt den Prozess, der sonst zu koh=C3=A4rentem Licht f=C3=BCh= rt. Es lasert=20 nicht mehr, sondern leuchtet nur noch -- mit deutlich verminderter optischer Leistung.

In exakt der gleichen H=C3=B6he. Die Verdoppelung ist ein passiver,=20 parametrischer Prozess. Das hei=C3=9Ft, s=C3=A4mtliche Frequenzeigensch= aften des Pumplicht =C3=BCbertragen sich auf das gr=C3=BCne Licht. Es ist sog= ar=20 so, dass die optische Phase des gr=C3=BCnen Licht phasenfest zum roten=20=

schwingt (nat=C3=BCrlich mit doppelter Frequenz).

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--=20 Kai-Martin Knaak =C3=96ffentlicher PGP-Schl=C3=BCssel:

Moin!

Genau. Bei den meisten Dioden ist die optische Leistungsdichte an den Endflächen der limitierende Faktor. Thermisch sterben nur Dioden, die auf Pulsbetrieb "optimiert" wurden, wobei diese Optimierung dann bedeutet, daß an der Kühlung gespart wurde - zum Beispiel bei DVD-Brennern, in denen 50% Einschaltdauer beim Brennen zur Auslegung gehört.

Exakt.

Das findet man oft, dann aber mit ausreichend Sicherheitsabstand zur oberen Stromgrenze.

Genau, der Resonator ist kurz und hat eine geringe Güte.

Moment mal, 532nm sind frequenzverdoppelte Nd:YAG. Da zählt also der Resonator für 1064 und 532, und da der Wirkungsgrad der Verdopplung (quadratisch?) mit der Leistung steigt, wird man Nd:YAG und KTP in einen deutlich besseren Resonator stecken als die Pumpdiode.

Das gilt für 1064 und 532, aber doch nicht für die Pumpdiode irgendwo bei 800nm, die den Nd:YAG anregt.

Gruß, Michael.

Hallo,

ja - eine nicht ganz so teure Laserdiode habe ich mal im Nu zerstört obwohl ich die Stromquelle zur Ansteuerung recht kontrolliert hochgefahren habe: Ein wenig Rauschen beim Durchdrehen des Potis oder Überschwinger bei der Regelung und nix ging mehr.

Es war jedenfals lehrreich: einmal angespannt gucken reicht aus.

Bernd Mayer

Siehe den Erfahrungsbericht von Bernd. Poti kurz gewackelt oder so ... pueff. Deshalb muss auch unbedingt dafuer gesorgt werden dass z.B. Stromregler nicht die Bohne an Ueberschwingern beim Ausregeln haben. Das passiert besonders gern beim Einschalten.

Wenn man Laserdioden messerscharf an der Grenze betreibt (sollte nur mit Temperaturueberwachung geschehen) kann sogar mal eine durch unguenstige Reflexionen auf der angeschlossenen Faser hopps gehen.

Aber, aber, wo bleibt die Sportlichkeit? Ihr seid doch eine Uni, da sollte es haufenweise Leute geben die sich nach einer interessanten Studienarbeit oder Hiwi-Stelle sehnen. Ein neuer Kunde bat mich vor zwei Monaten eine schnelle Pulsgeschichte zu entwerfen. Das war gegenueber dem ganzen IC-Kram und Power-HF was derzeit so laeuft eine echte Wohltat. Da konnte ich mich mal wieder so richtig austoben :-)

Soweit ich weiß, liegt das daran, daß sich an den Rändern des Chips aufgrund von Oberflächeneffekten die Bandlücke verschiebt und deshalb dort die Absorption größer ist als in der Chipmitte.

Gruß, Jürgen

Ganz viel früher, in einem andern Jahrtausend, gab es noch keine CW-tauglichen Laserdioden. Die waren single-heterojunction und lasten (laserten?) damit eh nur Nanosekunden lang. Da war es durchaus üblich, mit Avalanche-Transistoren Ströme im Amperebereich reinzubraten, ganz kurz eben, und Ausgangsleistungen im kW Bereich zu erzielen. ...

In der Kleinsignalnäherung quadratisch mit der Intensität. Und auch quadratisch mit der Länge des Kristalls, was aber nur geht, wenn die Kohärenzlänge ausreicht. Wird mehr als ein paar % umgesetzt geht das dann in irgend so eine tanh^4 Funktion über.

oesch@remove_this.sc-devices.ch schrieb...

Das ist nicht das Problem. Im Vergleich zu den anderen Einschränkungen ist das Überschreiten der Laserschwelle geradezu instant.

Der Treiber ist in der Regel das Problem. Entweder bekommt er der Strom nicht steil genug, ohne wenige µs später den Spiegel abzufetzen oder er bekommt den Strom nicht schnell genug aus- bzw. heruntergeschaltet. Die Frequenz wird besser / höher, wenn Du den Treiber direkt unter die Diode baust und den Strom fest einstellst, ohne über die Monitordiode zu regeln. IC-HK und IC-HKB sind gut beschaffbar und imho die schnellsten Treiber ohne Fancy Tech und Voodoo wie Pulse mit der Propagationtime von TTL-Gattern zu machen oder ungepolte Pulse zu Löschen hinterschicken. Es geht noch schneller, wenn Du die Diode bis kurz unter die Lase-Schwelle bestromst, Puls und dann soweit runter, dass sie wirklich löscht. Du überlagerst quasi einen Rechteck mit einem Sägezahn oder Dreieck.

Ob Du einen Kristall davorpappst oder nicht wirkt sich nicht auf die Grenze aus.

Falk D.