Laser sehr schnell umlenken

[Manf]

Beim Laserdrucker habe ich noch einmal nachgesehen, da schafft ein aktueller kleiner Drucker 16 Seiten pro Minute, also 1m². Bei einer Auflösung von 1200Dpi sind das 2232Mio Dots /min, 37Mio Dots pro sec. Es gibt auch welche mit höherer Auflösung.
Manfred

http://de.wikipedia.org/wiki/Laserdrucker
Laserdrucker wurden erstmals 1971 von Gary Starkweather bei Xerox PARC konstruiert.
Das Hauptproblem bei der Entwicklung von Laserdruckern war es, den Laserstrahl zu modulieren. Zur Zeit der ersten Laserdrucker gab es nur Gaslaser, die nicht in der benötigten Geschwindigkeit ein- und ausgeschaltet werden konnten. Spezielle Optiken, die mechanisch verschoben wurden, oder Piezo-Kristalle, die mittels angelegter Spannung das Licht abgelenkt haben, waren die einzige Möglichkeit, diese Aufgabe zu erfüllen.
Bei später üblichen Diodenlasern konnte dagegen der Lichtstrom sehr schnell moduliert werden.

[Ratber]

Ich dachte mir schon das du auf den Eintrag im Wiki kommst und das
Laserdrucker angeführt werden bzw. Komunikation per Glasfaser im Gbit- bzw. Tbit bereich.

Klar,High BW kann ich fast jede Laserdiode bis in den Mhz Bereich
Modulieren was dann für obige Anwendungen reicht aber Low BW ist dann
bei einigen Kiloherz (Meist 10-15) Ende im Schacht.

Bei Laser-TV brauche ich aber Low BW also komme ich um externe
Modulatoren nicht herum.


Schau dir doch mal das Ebay-Angebot an das ich weiter oben angegeben
habe. (110039605161)

Aus reiner Logik müßtest du dich jetzt eigentlich fragen warum der Komiker
die gebrauchtteile (2 sind schon weg) für diesen Preis an den Mann bringen
will (Und Händler für Neue noch ganz andere Preise haben) wenn man es
doch so super einfach machen kann.
Keine Zweifel ?

[Manf]

Das Experiment mit der Lasermodulation im genannen Frequenzbereich kann man mit einer Laserdiode recht leicht durchführen.

Die Notwendigkeit eines externen Modulators besteht bei Laserdioden bei höchster spektraler Reinheit (wie gesagt bei den Weitverkehrssystemen), und bei den oben beschriebenen Laserröhren die nicht als Diodenlaser realisiert sind.
Das Hauptproblem bei der Entwicklung von Laserdruckern war es, den Laserstrahl zu modulieren. Zur Zeit der ersten Laserdrucker gab es nur Gaslaser, ...

Mein erster Laser war auch eine gebauchte HeNe Röhre die mit einer Entladungslampe gepumpt werden mußte. Ein recht unhandliches Gerät mit einer Spannung um 1500V die wirklich schlecht zu modulieren war. Sicher gibt es auch heute und wohl auch für alle Zeit viele Laserquellen die nicht als Dioden ausgeführt sind die schon aus diesem Grund einen externen Modulator benötigen.
Manfred

[Ratber]

Das Experiment mit der Lasermodulation im genannen Frequenzbereich kann man mit einer Laserdiode eigentlich recht leicht durchführen.

Ja,dann mach mal und berichte wie hoch du sie modulieren konntest.

Die Notwendigkeit eines externen Modulators besteht bei Laserdioden bei höchster spektraler Reinheit (wie gesagt bei den Weitverkehrssystemen), und bei den oben beschriebenen Laserröhren die nicht als Diodenlaser realisiert sind.........................

Darüber reden wir wenn du dein Experiment beendet hast.

Ich hab ja schon leicht ironisch angeregt mal drüber nachzudenken warum Lasermodule (Halbleiter) mit Modulationseingang meist nur bis 15 Khz kommen und warum man bei Ebay (110039605161) schon für einen gebrauchten Modulator soviel hinlegen sollte (Neu noch viel mehr und in Farbe eben dreifach) wenn man es deiner Meinung nach auch mit Modulierten Halbleiterlasern erledigen könnte.

Nicht nur das olle Spitzohr Spock würde das unlogisch nennen sogar der großohrige Quark käme da ins grübeln.

Ist da gar kein Zweifel ?

[Manf]

Es geht also darum einen Diodenlaser mit einer Frequenz von über 15kHz und unter 1MHz modulieren, beispielsweise mit einer Frequenz von 100kHz?
Ja, fertig, geht. Wo ist dabei das Problem?

Es gibt ja einige Laser Typen, die nicht so leicht direkt zu modulieren sind.
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_laser_types
Manfred



(Edit, Fotoapparat geholt) Um es anschaulich zu machen:
Signalgenerator, 100,8kHz Sinus mit Offset, 50Ohm Ausgang an LD, direkt Fotodiode an Tastkopf. Das kleine Rote unten zwischen den grünen Krokoklemmen ist das optische Signal.

[Ratber]

[quote="Manf"]Es geht also darum einen Diodenlaser mit einer Frequenz von über 15kHz und unter 1MHz modulieren, beispielsweise mit einer Frequenz von 100kHz?
Ja, fertig, geht. Wo ist dabei das Problem?
[quote]


Wir reden hier von der Modulation und dem Blanking eines Halbleiter-Laserstrahls am Halbleiter selbst ohne Externer Modulation.
Ich rede auch nicht von der Durchstimmbarkeit und der leichten Intensitätsmodulation wie sie in der Nachrichtentechnik eingesetzt wird sondern vom "Blanking"
Gib mal nen Recheck drauf und betreib die LD als LD und nicht als LED



Bin immernoch nicht überzeugt.

[Manf]

Ein Detektor, der direkt in der Anwendung ist, ist das Papier beim Laserdrucker.

Im Beispiel mit 16 Seiten pro Minute und 1200Dpi gibt es die Dotrate von 37MHz. Das sind pro Inch eine Rate von 31kHz, (also geteilt durch 1200).

Gelingt es, senkrechte schwarze Streifen von 1 Inch und weniger, bis herab zu 1 Dot Breite auf das Papier zu bringen, dann ist damit der Frequenzbereich 15kHz bis 18MHz dargestellt, auch an der Kantenschärfe der breiten Streifen zu erkennen.

Eine schwarze oder weiße Zeile hat einen konstanten Pegel für 250µs.
Auch die kann man sich ansehen und damit die Ansteuerbarkeit des Lasers verifizieren.

Zur Vollständigkeit ein Bild vom Laser eines Druckers bei dem die Diode angesteuert wird (3 Anschlüsse, LD und Monitordiode).
Manfred

[Ratber]

Du unterliegst einem Irrtum.
Nämlich dem das der Laser beim Schreiben der einzelnen Punkte auf der Trommel immer vollständig ein und ausgeschaltet wird.

Frag dich mal ab wann die Polarisierung des Punktes auf der Tromel "kippt".

Es findet ja nicht statt nur weil ein par Photonen auf die Stelle fallen.
Es muß vielmehr eine "bestimmte" Menge sein und da setzt die Lösung an.
Wieviel kann man in gewissen Grenzen variieren.
Entweder mit einem schwachen Laser etwas länger oder mit einem stärkeren kürzer was der Geschwindigkeit zugute kommt (Es hängt ja nicht so sehr an der Elektronik.)
Dh. ich muß den Laser nur in der mittleren Intensität Modulieren und da habe ich ja wie gesagt keine Probleme und komme auf Traumraten.

Beim Laser-TV oder der Lasershow mit Pixelfeldern oder getrennten Verktoren/Linien bin ich aber gezwungen den Strahl komplett zu 100% schalten zu können und da hakt es eben im System.
Würde ich da nur im obigen Bereich Modulieren dann hätte ich zwar ein Bild aber das sähe aus wie 10% Kontrast auf Laserfarbe.
Nicht brauchbar.
Das ist wie die Bauanleitung die man immerwieder im Web bekommt wo man sich mit ner Fresnellinse nen "Beamer" basteln können soll.
Klar,wenn man auf Randverzerrungen steht und im Dunkeln sitzt hat man ein gewisses Erlebnis aber selbst der schlechteste Beamer ist um Lichtjahre besser.


Ich kann den Laser hier eben nicht komplett abschalten da er sonst in den LED-Modus geht und ich lange warten muß bis der den Lasermodus ereicht.

Wenn man dann mal die Datenblätter durchforstet dann schwant einem nichts gutes denn die Modulation einer LD beschränkt sich auf den oberen bis mittleren Leistungsbereich (Optisch vom jeweiligen Maximum).
Berücksichtigt man dabei den Umstand das eine Laserdiode peinlichst genau bestromt werden sollte um nicht das plötzliche ableben verantworten zu müssen dann versteht man warum man bei den Treibern auf nummer sicher geht und die Modulation mehr weich gestaltet und im Bereich der Schaltleistung bleibt.

So einfach ist das dann eben doch nicht.

[Manf]

Es ist ja zunächst einmal schön, dass dargestellt werden konnte, dass Laser in Laserdruckern mit dem Diodenstrom moduliert werden und in welchem Frequenzbereich dies gemacht wird.
Es ist ein gutes Beispiel um die Werte zu verdeutlichen mit denen man nach diesem Verfahren arbeiten kann. Von der Bandbreite her sind die gewählten Daten noch keine Grenze.

In einem nächsten Schritt sollte man vielleicht noch durchgehen, welches Kontrastverhältnis nötig ist, um weiß schwarz und auch Grautöne zu erzeugen und welches Kontrastverhältnis mit einem Diodenlaser bei der Frequenz erreichbar ist. Vielleicht möchtest Du die Werte dafür angeben? (Nachdem die Werte noch nicht angesprochen wurden ist auch kaum von einem Irrtum zu sprechen.)

Da das Verfahren sehr erfolgreich arbeitet werden die Werte ja gut zusammen zu passen.
Manfred

[Ratber]

Also absolute Werte kann ich nicht liefern da es immer auf die LD ankommt und da gibt es Qualitätsunterschiede wie bei Allem was Menschen herstellen.
Das äussert sich schließlich auch im Preis.
Dazu werden LD auch nach bestimmten anforderungen hergestellt (Leistung,Efektivität,Strahlgeometrie,Farbreinheit oder Konstanz,Lebensdauer usw.)

Dazu gibt es Technisch bedingt einige Einschränkungen.

Mal so locker an der Bettkannte erzählt gibt es LD die "stabil" bis auf 10% herunterkommen also schonmal eingeschränkt geeignet sind (Mit Filtern wo effektiv viel Leistung flöten geht) aber dafür eine schlechte Bandbreite bieten.
Wie gesagt sind Filter nötig da das Menschliche Auge eben wie alle Sinne nicht besonders Linear in der Empfindlichkeit ist und schwaches Licht doch stärker wargenommen wird als man es hier haben möchte.


Einen Anhaltspunkt in Sachen "nötiger" Kontrast kann man sich ja bei Bildgeräten aller Art holen.(Röhren sowie TFT,Plasma,Beamer usw.)
Gleich dabei kann man sich vergleichend die benötigten Leuchtdichten abschauen um zu wissen was nötig ist.
In unserem Falle die Leistung des/der Laser.
Das man mit nem 1mW für einen Projektor nicht sehr weit kommt wird wohl jeder einsehen.
Ich hab so einen kleinen Helfer zum Anzeichnen auf flachen oberflächen (zb. 2-3 Löcher in einer Reihe um nen Schrank aufzuhängen)
Er wirft mir ne Rote Linie auf an der ich dann zeichen kann.(Hat 5 Euro gekostet)
Enthalten ist ein einfacher 1mW Laser 650nm (Rot).
Bei zuviel Licht ist die Linie schon nicht mehr zu sehen.
Abends wenn ich ihn aussem Fenster halte komme ich kaum einige Meter weit.
Der Grüne mit 80mW (Gemessen.stimmt auch.) ist dagegen um einiges besser.
Hat allerdings auch ein vielfaches gekostet.

Ich werf mal ohne nachdenken nen Wert für den Kontrast in den Raum.
1000:1
Das schaffen alte Röhrenfernseher spielend (Selbst die billigen) und brauchbare TFT's/Plasma sollten das auch tun.

Den Wert kann man erstmal als Ausgangsbasis nehmen.
viel schlechter sollte es nicht werden denn sonst sind Kopfschmerzen vorprogramiert.
(Wer schonmal auf ner alten Kiste mit direkter Sonneneinstrahlung versucht hat nen Film zu schauen oder am Monitor nen Spiel oder ne Anwendung zu nutzen weiß was ich meine)