Laserpulsbreitenreduktion

Hier gibt es Fachwissen auch ohne Experimentierkästen

Laserpulsbreitenreduktion

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 18. Dez 2016, 18:03

Hallo Optikfreaks

Beim Experiment zur Bestimmung der Lichtgeschwingkeit mit Hilfe eines gepulsten roten Diodenlasers ist mir aufgefallen,
dass ein zeitlich relativ breiter elektrischer Puls (etwa 6 ns) einen zeitlich relativ schmalen Laserpuls (etwa 1 ns) erzeugen konnte.
Um dieses Phänomen näher zu studieren, habe ich weitere Experimente mit unterschiedlich breiten elektrischen Impulsen gemacht, wobei die Amplitude 5.5 V plus 2 V bias DC an 50 Ohm war.
Zu jeder elektrischen Pulsbreite wurde jeweils die Laserpulsbreite sowie die Amplitude mit einer Si-Photo-Diode mit 150 ps Anstiegs- bzw. Abfallzeit bestimmt.
Das Oszilloskop war ein analoges Tektronix mit 7904 zweimal 7A19 und 7B10, (500 MHz Bandbreite).

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Bei etwa zwei Nanosekunden elektrischer Pulsbreite ergibt sich ein sehr kleiner und schmaler Laserpuls mit etwa 2mV Amplitude am Detektor.
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Bei etwa drei Nanosekunden elektrischer Pulsbreite ergibt sich ein Laserpuls mit etwa 6mV Amplitude und 1 ns Pulsbreite am Detektor.
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Bei etwa sechs Nanosekunden elektrischer Pulsbreite ergibt sich ein Laserpuls mit etwa 8mV Amplitude und 4 ns Pulsbreite am Detektor.
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Bei etwa 15 Nanosekunden elektrischer Pulsbreite ergibt sich ein Laserpuls mit etwa 10mV Amplitude und 13 ns Pulsbreite am Detektor.

Bitte, wer hat Vermutungen, wie man dieses Phänomen erklären könnte?
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Re: Laserpulsbreitenreduktion

Ungelesener Beitragvon mjwolf » 20. Dez 2016, 13:29

Physikfan hat geschrieben:Das Oszilloskop war ein analoges Tektronix mit 7904 zweimal 7A19 und 7B10, (500 MHz Bandbreite).


Wow - es gibt tatsächlich analoge Tektronix-Oszillsokope, die eine noch höhere Bandbreite als mein Lieblingsoszi (das 2467b) aufweisen...

Physikfan hat geschrieben:Bitte, wer hat Vermutungen, wie man dieses Phänomen erklären könnte?


Ich bin zu blöd... ich kapier noch nicht einmal, was Du in diesem Zusammenhang als Phänomen bezeichnest. :-(

VG
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Re: Laserpulsbreitenreduktion

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 20. Dez 2016, 15:22

Hallo Martin

Zunächst einmal vielen Dank für Dein Interesse.

"Wow - es gibt tatsächlich analoge Tektronix-Oszillsokope, die eine noch höhere Bandbreite als mein Lieblingsoszi (das 2467b) aufweisen..."

Wenn Du da mehr über die Tektronix 7000 Serie, (mit Samplingeinschüben, 7S11 und 7T11, bis 14 GHz) wissen möchtest, auf Flohmärkten kannst Du scheon etwas finden für ein paar 100 Euro:
7904: http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=download&file=Tektronix/Tektronix_-_7904A/7904a-service-1990
7A19:http://bama.edebris.com/manuals/tek/7a19/
7B10:http://bama.edebris.com/manuals/tek/7b10/

Allgemein:

http://www.tek.com/Measurement/Support/scopes/faq/history.html
http://www.barrytech.com/tektronix/tek7000/tek7000scopes.html

Die zweite Frage beantworte ich gerne später.

VG

Physikfan
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Re: Laserpulsbreitenreduktion

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 21. Dez 2016, 12:07

Hallo Martin

Die besonderen Phänomene bei diesem Experiment sind:

1. Die elektrischen Impulsbreite stimmt NICHT mit der optischen Impulsbreite überein.
2. Die Differenz zwischen der elektrischen Impulsbreite und der optischen Impulsbreite ist etwa 2ns und
3. nahezu unabhängig von der elektrischen Impulsbreite.

Warum das so ist, Anschwingen der Laserdiode, etc. ist noch nicht ganz klar.

Die Spezifikationen der Laserdiode, zu betreiben mit Kühlkörper!!!!!!
Mitsubishi ML101U29 (ebay, 10 Stück etwa 30 $)
Maximale CW-Leistung 150 mW,
Maximale Pulsleistung 400mW,
Wellenlänge 660 nm,
Schwellwertstrom 85mA,
Bei 120 mW CW Leistung beträgt der Betriebsstrom 205 mA, die Betriebsspannung 2,35 V

http://www.datasheetbay.com/pdf/922775/ML101U29.html

Die Si-Photodiode ist ein Thorlabs DET025AL / M:

Detektor Si
Wirkfläche Durchmesser Ø 250 μm
Wellenlängenbereich 400 bis 1100 nm
Spitzenwellenlänge 730 nm (Typ.)
Diodenkapazität 1.73 pF (Max)
Grenzfrequenz 2 GHz (max.)
Anstiegszeit 150 ps (Typ.)
Fallzeit 150 ps (Typ.)
Schadensschwelle 18 mW
Dunkelstrom 35 pA
Ausgangsspannung 0 bis 2 V (50Ω)

http://Www.thorlabs.de/drawings/4a403c284b6bc9b7-FA8166E3-5056-2306-D9779EF3AD846475/DET025AL_M-Manual.pdf

Der experimentelle Aufbau wird folgen.
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