Модулированное лазерное излучение

Сообщение №2513 от Jurii 17 сентября 2007 г. 23:54
Тема: Модулированное лазерное излучение

Подскажите, пожалуйста, чем можно замодулировать излучение полупроводникового лазера по интенсивности? в идеале: либо пропускает почти все излучение (>90%),либо гасит все(совсем все), на подобие оптического ключа. Смотрел электрооптические и акустооптические модуляторы, но информации не много и их стоимость заставляет перепроверить возможные варианты, чтобы не ошибиться. Желательно чтобы импульсы гашения-пропускания можно было регулировать по скважности. Спасибо.


Отклики на это сообщение:

> Подскажите, пожалуйста, чем можно замодулировать излучение полупроводникового лазера по интенсивности? в идеале: либо пропускает почти все излучение (>90%),либо гасит все(совсем все), на подобие оптического ключа. Смотрел электрооптические и акустооптические модуляторы, но информации не много и их стоимость заставляет перепроверить возможные варианты, чтобы не ошибиться. Желательно чтобы импульсы гашения-пропускания можно было регулировать по скважности. Спасибо.

Лучше модулировать током. В чём проблема?


> > Подскажите, пожалуйста, чем можно замодулировать излучение полупроводникового лазера по интенсивности? в идеале: либо пропускает почти все излучение (>90%),либо гасит все(совсем все), на подобие оптического ключа. Смотрел электрооптические и акустооптические модуляторы, но информации не много и их стоимость заставляет перепроверить возможные варианты, чтобы не ошибиться. Желательно чтобы импульсы гашения-пропускания можно было регулировать по скважности. Спасибо.

> Лучше модулировать током. В чём проблема?

Проблема в том, что при модуляции током лазера его нельзя переключать с большой частотой (менее десятка мс) - вроде это связано с перегревом граней. Вообще у меня проблема не с модулированием самого лазера, а с попаданием уже модулированного излучения(не через лазер)с определенной скважностью на рабочую среду. Из-за этого занимался поиском модулятора по излучению. Спасибо за внимание к моей проблеме.


> Проблема в том, что при модуляции током лазера его нельзя переключать с большой частотой (менее десятка мс)

Ну это неправда.. Просто нужно встать в рабочую точку и модулировать током небольшой амплитуды, а не опускать его до нуля.. Проблема ввода в среду с модулированием вообще никак не связана.. Кстати, что за лазер и что за среда?


> > Проблема в том, что при модуляции током лазера его нельзя переключать с большой частотой (менее десятка мс)

> Ну это неправда.. Просто нужно встать в рабочую точку и модулировать током небольшой амплитуды, а не опускать его до нуля.. Проблема ввода в среду с модулированием вообще никак не связана.. Кстати, что за лазер и что за среда?

Насчет переключения лазером способ не годится - при модуляции небольшой амплитудой и перестройка по частоте будет небольшая. Нам надо сильно в сторону сдвинуть или погасить по интенсивности причем все это за времена единиц милисекунд и менее. ПО цифрам не скажу но при такой частоте переключения большая мошность должна садится на гранях при большой и быстрой перестройке. поэтому ищу внешнее устройство для этой цели. Лазер полупроводниковый Hamamatsu чтоли. Характеристики излучения: длина волны 780 нм; ширина линии генерации до 10 МГц; световой диаметр до 3мм; мощность излучения 3-5 мВт; одночастотный непрерывный режим; расходимость пучка 0,01-0,02. Среда накачки - сферическая лампа с рабочим веществом - пары рубидия.
МОжет быть все-таки существует именно ВНЕШНЕЕ устройство(не касаемо лазера) для моей задачи.
Благодарю за обсуждение.


> МОжет быть все-таки существует именно ВНЕШНЕЕ устройство(не касаемо лазера) для моей задачи.

Кристалл ниобата лития и два поляризатора.


> > МОжет быть все-таки существует именно ВНЕШНЕЕ устройство(не касаемо лазера) для моей задачи.

> Кристалл ниобата лития и два поляризатора.
Простите за назойливость, а чуть подробней можете рассказать про эту схему или ссылочку дать? из выпускаемых мы присмотрели, например http://www.conoptics.com/electro-optic_modulators-spcs.htm
http://www.thorlabs.com/NewGroupPage9.cfm?ObjectGroup_ID=2729
Но по ним достаточно мало информации как это работает а за такие деньги хочется знать наверняка что будет работать. А посоветоваться не с кем. Возможно Ваша схема как раз и описывает одну из выпускаемых конструкций.


> > Кристалл ниобата лития и два поляризатора.
> Простите за назойливость, а чуть подробней можете рассказать про эту схему или ссылочку дать? из выпускаемых мы присмотрели, например http://www.conoptics.com/electro-optic_modulators-spcs.htm
> http://www.thorlabs.com/NewGroupPage9.cfm?ObjectGroup_ID=2729
> Но по ним достаточно мало информации как это работает а за такие деньги хочется знать наверняка что будет работать. А посоветоваться не с кем. Возможно Ваша схема как раз и описывает одну из выпускаемых конструкций.

Два скрещенных поляроида, между ними ниобат лития. Свет запускается под 45 к осям. За счёт наведённого двулучепреломления (эффект Поккельса) поляризация поворачивается на 90 градусов и свет проходит другой поляроил. Или не проходит при другом напряжении. Кто выпускает сказать не могу. Но наверняка кто-то выпускает.


http://www.physics.mipt.ru/S_IV/Opt_man/407.pdf


> Два скрещенных поляроида, между ними ниобат лития. Свет запускается под 45 к осям. За счёт наведённого двулучепреломления (эффект Поккельса) поляризация поворачивается на 90 градусов и свет проходит другой поляроил. Или не проходит при другом напряжении. Кто выпускает сказать не могу. Но наверняка кто-то выпускает.

Кстати у меня есть такой кристалл ниобата лития. Могу продать вам.


> Но по ним достаточно мало информации как это работает а за такие деньги хочется знать наверняка что будет работать. А посоветоваться не с кем. Возможно Ваша схема как раз и описывает одну из выпускаемых конструкций.

У меня есть кристалл ниобата лития с подведёнными контактами и поляроид. Так что можно замодулировать прямо "на коленке".


> > Два скрещенных поляроида, между ними ниобат лития. Свет запускается под 45 к осям. За счёт наведённого двулучепреломления (эффект Поккельса) поляризация поворачивается на 90 градусов и свет проходит другой поляроил. Или не проходит при другом напряжении. Кто выпускает сказать не могу. Но наверняка кто-то выпускает.

> Кстати у меня есть такой кристалл ниобата лития. Могу продать вам.
Спасибо за поддержку. Я завтра на работе буду, Ваше предложение озвучу. Территориально я в Питере. Про физику работы еще вникнуть не успел, но на первый взгляд действительно подойдет. Со всем внимательно ознакомлюсь и отпишу. А кристалл промышленного выпуска или самоделка советских времен? и еще вопрос про рабочий диапазон по длинам волн Вашего модулятора?


> > Кстати у меня есть такой кристалл ниобата лития. Могу продать вам.
> Спасибо за поддержку. Я завтра на работе буду, Ваше предложение озвучу. Территориально я в Питере. Про физику работы еще вникнуть не успел, но на первый взгляд действительно подойдет. Со всем внимательно ознакомлюсь и отпишу. А кристалл промышленного выпуска или самоделка советских времен? и еще вопрос про рабочий диапазон по длинам волн Вашего модулятора?

Я напишу вам по e-mail.


Позвольте пусть и с задержкой (отдыхал) высказаться.
IMHO, для описанного случая (характерное время импульса - миллисекунда) наилучшим вариантом модулятора будет простой вращающийся диск с отверстиями, насаженный на вал высокооборотного (примерно 10-12 тыс. об/мин) двигателя постоянного тока. Мощности особой не надо, скорость вращения/длительность импульса сравнительно легко регулируются.
По отношению пропускание в открытом/в закрытом состоянии механические модуляторы себе равных не имеют. Да и в сравнении с электрооптикой - дёшево и сердито.
Естественно, есть ряд вопросов, которые в предыдущих постах никак не обсуждались. Главнейший из которых - это требования к фронтам. Если нужно коротко (наносекунды), то механика, конечно же, не тянет никак.
Наконец, есть "хлопалки". Это модуляторы на полном внутренне отражении. Возможно, они тоже могут подойти.
С уважением miron.


> Подскажите, пожалуйста, чем можно замодулировать излучение полупроводникового лазера по интенсивности? в идеале: либо пропускает почти все излучение (>90%),либо гасит все(совсем все), на подобие оптического ключа. Смотрел электрооптические и акустооптические модуляторы, но информации не много и их стоимость заставляет перепроверить возможные варианты, чтобы не ошибиться. Желательно чтобы импульсы гашения-пропускания можно было регулировать по скважности. Спасибо.

Добрый вечер!
Хочу немного уточнить и подытожить свой вопрос, поскольку уже сам немного стал понимать чего же хочу :-)
Требуется облучать определенным образом газовую среду, а именно: источник излучения полупроводниковый лазер. Характеристики излучения: длина волны 780 нм; ширина линии генерации до 10 МГц; световой диаметр до 3мм; мощность излучения 3-5 мВт; одночастотный непрерывный режим; расходимость пучка 0,01-0,02. Среда накачки - сферическая лампа с рабочим веществом - пары рубидия.
Способ облучения - модуляция лазерного пучка импульсами. Нужна модуляция прямоугольными импульсами, Период следования - 10-15 мс., длительность импульса - 3-5 мс., время нарастания-спада фронта импульса - не более 0,1 мс(знаю что порядок этого параметра в мкс). Окончательный подбор времен будет в эксперименте.
Из-за изменения состояния излучения лазера модулировать нужно именно по свету. Изначально нужен электрический, а не механический способ, поскольку эта конструкция потом будет реализована в виде физического блока и должна проработать непрерывно лет 10 автономно( хотя я не знаю сможет ли она столько проработать с электрическим модулятором).
Цена модулятора не главный момент для нас, хотя и не последний.
Сейчас будем начинать эксперименты и хочется не ошибиться в выборе этого самого модулятора.
Благодарю всех за обсуждение вопроса и внимание к моей проблеме.


> Позвольте пусть и с задержкой (отдыхал) высказаться.
> IMHO, для описанного случая (характерное время импульса - миллисекунда) наилучшим вариантом модулятора будет простой вращающийся диск с отверстиями, насаженный на вал высокооборотного (примерно 10-12 тыс. об/мин) двигателя постоянного тока. Мощности особой не надо, скорость вращения/длительность импульса сравнительно легко регулируются.
> По отношению пропускание в открытом/в закрытом состоянии механические модуляторы себе равных не имеют. Да и в сравнении с электрооптикой - дёшево и сердито.
> Естественно, есть ряд вопросов, которые в предыдущих постах никак не обсуждались. Главнейший из которых - это требования к фронтам. Если нужно коротко (наносекунды), то механика, конечно же, не тянет никак.
> Наконец, есть "хлопалки". Это модуляторы на полном внутренне отражении. Возможно, они тоже могут подойти.
> С уважением miron.
А Вам не трудно немного рассказать про "хлопалки". Мне встречались в иностр. литературе устройства называемые Q-switch, которые на ПВО работают, но у них спектральный диапазон на 1,..мкм а мне бы 780 нм. Изза этого и не обращал на них внимания.
Спасибо.


> А Вам не трудно немного рассказать про "хлопалки". Мне встречались в иностр. литературе устройства называемые Q-switch, которые на ПВО работают, но у них спектральный диапазон на 1,..мкм а мне бы 780 нм. Изза этого и не обращал на них внимания.
> Спасибо.

Про затворы на НПВО смотреть здесь:
http://laser-bulat.ru/production/zatvor.htm
и здесь:
http://laticom.ru/prnt/componenty/zatvory/opticmec/zatvor_1/

Не смущайтесь, что производители заявляют спектральный диапазон 1.06 мкм. Просто Nd-лазер - это самое распространённое, что может быть. Как справедливо отмечено во второй ссылке, под Ваши 780 нм можно сделать легко. Другое дело, что конструкцию придётся дорабатывать, т.к. Вам необходимо длительное нахождение затвора в состоянии "Вкл". "Булат" утверждает, что это возможно.
НО: IMHO, здесь это не сработает, т.к. я не знаю затворов такого типа, которые могли бы отработать нужные Вам 10 лет в режиме 24х7х57. Увы, у "хлопалок" часто происходит залипание полупризм, из которых, собственно, состоит затвор.
Исходя из Ваших требований по надёжности (10 лет непрерывной работы)любое решение будет проблематичным. Для механики - где взять такой мотор? Для электрооптики - где взять такой высоковольтный модулятор? И т.д....
IMHO, можно обратить свой взгляд в сторону волоконной оптики, волоконных модуляторов, благо модулируемая мощность мала. И с надёжностью всё ОК! Но я здесь совершенно некомпетентен. Правда, здесь сразу вылезают свои заморочки: насколько мне известно, волоконщики "затачивают" эти модуляторы на свои излюбленные 1.3 и 1.5 мкм. Насколько проблематично сделать на 0.78? Не знаю. Просто найдите квалифицированного волоконщика (а в Питере они есть) и он Вам всё расскажет.

С уважением miron.

P.S. У Вас также не оговорены требования по пропусканию в открытом/ закрытом состоянии затвора. Это важно.


> > Позвольте пусть и с задержкой (отдыхал) высказаться.
> > IMHO, для описанного случая (характерное время импульса - миллисекунда) наилучшим вариантом модулятора будет простой вращающийся диск с отверстиями, насаженный на вал высокооборотного (примерно 10-12 тыс. об/мин) двигателя постоянного тока. Мощности особой не надо, скорость вращения/длительность импульса сравнительно легко регулируются.
> > По отношению пропускание в открытом/в закрытом состоянии механические модуляторы себе равных не имеют. Да и в сравнении с электрооптикой - дёшево и сердито.
> > Естественно, есть ряд вопросов, которые в предыдущих постах никак не обсуждались. Главнейший из которых - это требования к фронтам. Если нужно коротко (наносекунды), то механика, конечно же, не тянет никак.
> > Наконец, есть "хлопалки". Это модуляторы на полном внутренне отражении. Возможно, они тоже могут подойти.
> > С уважением miron.
> А Вам не трудно немного рассказать про "хлопалки". Мне встречались в иностр. литературе устройства называемые Q-switch, которые на ПВО работают, но у них спектральный диапазон на 1,..мкм а мне бы 780 нм. Изза этого и не обращал на них внимания.
> Спасибо.
=====================
Случайно видел статью, очевидно, про упомянутую «хлопалку» (может пригодится):
В. А. Бурский, В. А. Карпушин, М. Г. Поздняков, Графо-аналитический расчёт механизма дискретного аттенюатора. – Доклады НАН Беларуси, том 45, 2001, № 5, с. 114 – 118.
(Дискретный аттенюатор А. с. СССР № 1566969, БИ № 18, 1989) [Белорусское оптико-механическое объединение, АО «Пеленг»].
Быстродействие этого аттенюатора – до тысячных долей секунды. Чередование двух светофильтров (на вибрационном секторе) обеспечивает возможность изменения мощности лазерного излучения от 10 до 1000 ед. Принцип работы: в зависимости от величины отражённого сигнала срабатывает электрическая схема и исполнительный электромагнит. Длина волны лазерного излучения не упоминается.

Со своей стороны в отношении сообщения, что «наилучшим вариантом модулятора будет простой вращающийся диск с отверстиями, насаженный на вал высокооборотного (примерно 10-12 тыс. об/мин) двигателя постоянного тока. Мощности особой не надо, скорость вращения/длительность импульса сравнительно легко регулируются», могу отметить возможность использования также синхронного двигателя (с регуляторами частоты источника питания). Такие схемы управления АД и СД широко распранены в последнее время.
Можно предложить также вариант использования подобного иеханического модулятора вращения на основе моего патента BY846U на полезную модель [http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7548.html]
[http://sidam.at.tut.by]
Имеется действующая модель бесконтактного синхронного микродвигателя, который может быть изготовлен в виде цилиндического (например, стекляного) колпачка вместе с микродиском на роторе-магните с несколькими отверстиями (разумеется, если имеется возможность такой конструктивной доработки). Размеры ротора в действующем варианте модели – порядка 1 см в диаметре (в принцпе - могут быть иными), скорость вращения – 3000 об/мин (может быть увеличина за счет регулируемой частоты напряжения питания от малогабаритной многовитковой катушки, расположенной бесконтактно сбоку от оси вращения).


Устройство бесконтактной авторотации магнита


> Проблема в том, что при модуляции током лазера его нельзя переключать с большой частотой (менее десятка мс) - вроде это связано с перегревом граней.

Странно.
Про это где-то написано?
А то я питал (красный) лазер прямоугольными импульсами в десятки микросекунд и как-то ничего плохого не заметил...


> > А Вам не трудно немного рассказать про "хлопалки". Мне встречались в иностр. литературе устройства называемые Q-switch, которые на ПВО работают, но у них спектральный диапазон на 1,..мкм а мне бы 780 нм. Изза этого и не обращал на них внимания.
> > Спасибо.

> Про затворы на НПВО смотреть здесь:
> http://laser-bulat.ru/production/zatvor.htm
> и здесь:
> http://laticom.ru/prnt/componenty/zatvory/opticmec/zatvor_1/

> Не смущайтесь, что производители заявляют спектральный диапазон 1.06 мкм. Просто Nd-лазер - это самое распространённое, что может быть. Как справедливо отмечено во второй ссылке, под Ваши 780 нм можно сделать легко. Другое дело, что конструкцию придётся дорабатывать, т.к. Вам необходимо длительное нахождение затвора в состоянии "Вкл". "Булат" утверждает, что это возможно.
> НО: IMHO, здесь это не сработает, т.к. я не знаю затворов такого типа, которые могли бы отработать нужные Вам 10 лет в режиме 24х7х57. Увы, у "хлопалок" часто происходит залипание полупризм, из которых, собственно, состоит затвор.
> Исходя из Ваших требований по надёжности (10 лет непрерывной работы)любое решение будет проблематичным. Для механики - где взять такой мотор? Для электрооптики - где взять такой высоковольтный модулятор? И т.д....
> IMHO, можно обратить свой взгляд в сторону волоконной оптики, волоконных модуляторов, благо модулируемая мощность мала. И с надёжностью всё ОК! Но я здесь совершенно некомпетентен. Правда, здесь сразу вылезают свои заморочки: насколько мне известно, волоконщики "затачивают" эти модуляторы на свои излюбленные 1.3 и 1.5 мкм. Насколько проблематично сделать на 0.78? Не знаю. Просто найдите квалифицированного волоконщика (а в Питере они есть) и он Вам всё расскажет.

> С уважением miron.

> P.S. У Вас также не оговорены требования по пропусканию в открытом/ закрытом состоянии затвора. Это важно.

Да, Ваш вопрос про пропускание очень правильный. в идеале все просто. Хотелось бы ноль в закрытом состоянии( наши физики говорят иначе эффект померкнет) и максимально возможно в открытом ну процентов 80 вполне годится. Затворы я смотрю по 5-10 % остаточное пропускание.
Спасибо за Ваши советы. Буду пробовать с ниобатлитиевым модулятором и параллельно копать про волоконные модуляторы.
А еще вопрос, может быть кто-то сможет пояснить зачем на ЭОМ подается высокая частота? Что именно она дает?
Насчет перегрева граней лазера- я уточню чуть позже подробно, но в моих условиях применения я так понимаю это (изменения в гранях) будет ощутимо да еще при длительном сроке эксплуатации.

С уважением, Юрий.


Можно купить АОМ, например 97-01544-01

АОМ

у них же и драйвер

обойдется тыс в 3-4 долларов

работать придется в параллельном пучке, у АОМ есть ограничение в аппертуре

http://www.crystaltechnology.com/products/Modulators.html


>Для описанных требований подойдет акустооптический или электрооптический модулятор. МЛ 103, мл201
Электрооптический может работать со 100% эффективностью, акустоптический работает в дифрагировавшем излучении и эффективность 60-70 % максимум. В любом случае потребуется управляющее устройство, либо генератор с модуляцией но 80 Мгц, либо гернератор прямоугольных импульсов с указанными параметрами по времени и амплитудой 200-300 Вольт.


> Позвольте пусть и с задержкой (отдыхал) высказаться.
> IMHO, для описанного случая (характерное время импульса - миллисекунда) наилучшим вариантом модулятора будет простой вращающийся диск с отверстиями, насаженный на вал высокооборотного (примерно 10-12 тыс. об/мин) двигателя постоянного тока. Мощности особой не надо, скорость вращения/длительность импульса сравнительно легко регулируются.
> По отношению пропускание в открытом/в закрытом состоянии механические модуляторы себе равных не имеют. Да и в сравнении с электрооптикой - дёшево и сердито.
> Естественно, есть ряд вопросов, которые в предыдущих постах никак не обсуждались. Главнейший из которых - это требования к фронтам. Если нужно коротко (наносекунды), то механика, конечно же, не тянет никак.
> Наконец, есть "хлопалки". Это модуляторы на полном внутренне отражении. Возможно, они тоже могут подойти.
> С уважением miron.

Конечно, легче, удобнее и дешевле взять простой опто-механический модулятор (например http://www.avesta.ru/pagesrus/femtosecond-laser-systems/-154.htm),
я думаю, фронты в 100 мкс он потянет. Остальные варианты будут сложнее и дороже.


> Подскажите, пожалуйста, чем можно замодулировать излучение полупроводникового лазера по интенсивности? в идеале: либо пропускает почти все излучение (>90%),либо гасит все(совсем все), на подобие оптического ключа. Смотрел электрооптические и акустооптические модуляторы, но информации не много и их стоимость заставляет перепроверить возможные варианты, чтобы не ошибиться. Желательно чтобы импульсы гашения-пропускания можно было регулировать по скважности. Спасибо.

Могу предложить модулятор МЛ 103 5шт.недорого по 800у.е. упаковка паспорт.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100