Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Physikalische Grundlagen, Information und Fragen zu Lasern.

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Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon Brockwitzer » Fr 11 Nov, 2016 11:06 pm

Hallo,

weis gerade nicht so richtig wo ich das posten soll, ich hoffe es passt hier rein.

Ist es ein Problem Laser(projektoren) mit Diodenlasern bei Minusgraden zu betreiben? Gibt es Grenzen, Erfahrungen, was sollte man beachten.

LG, Dirk
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon VDX » Fr 11 Nov, 2016 11:12 pm

... Kondenswasser (Tröpfchen oder Eis) auf den Fenstern dürfte das größte Problem sein :?

Viktor
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon Sheep » Sa 12 Nov, 2016 11:15 am

Hi

Ich habe schon bei -10°C gelasert.
In den Schweizer Bergen kommt das schon mal vor :wink:

DPSS kannst du vergessen wenn die nicht genug beheizt sind... bei denen habe ich mit einem Heizkissen nachgeholfen :)
Habe auch schon Geschichten gehört wo angeblich mit einem Haar-Föhn die Projektoren beheizt wurden :lol:

Dioden laufen gut... haben meiner Meinung nach mehr Power als bei 20°C... könnte aber auch eine subjektive Wahrnehmung sein... habe es nicht gemessen.
Zudem verkürzt sich auch die Wellenlänge mit sinkender Temperatur was die Wahrnehmung ebenfalls beeinflusst.

Einziges Problem das ich hatte:
Eine rote 642nm Diode (von Guido) hatte danach einen ganz feinen Standby-Strahl (geschätzt <1mW).... könnte aber auch mit etwas anderem zusammen hängen.

Was genau passiert mit den Dioden (physikalisch) kann ich dir leider auch nicht sagen.
Kondenswasser ist sicher gefährlich... damit hatte ich aber keine Probleme... zum Glück!

Gruss Sheep
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon Brockwitzer » Sa 12 Nov, 2016 12:45 pm

Hi,

danke Euch.

Morgen früh bin ich erfahrener was das angeht. Es sollen -2 Grad werden aber relativ niedrige Luftfeuchte und mäßiger Wind. Hoffe also das sich der Tau in Grenzen hält und es mir nicht den ganzen Nebel vertreibt.

LG, Dirk
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon jojo » Sa 12 Nov, 2016 1:08 pm

Ja, es kann Probleme geben.

Dioden laufen gut... haben meiner Meinung nach mehr Power als bei 20°C... könnte aber auch eine subjektive Wahrnehmung sein... habe es nicht gemessen.


Das ist sicher keine subjektive Wahrnehmung, sondern entspricht genau dem, was erwartet wird.
Da 99% aller Dioden in Showlasersystem stromgeregelt sind und nicht leistungsgeregelt, genügt bereits ein Blick ins Datenblatt.
Der Schwellstrom und der nötige Betriebsstrom /Milliwatt sinkt bei fallender Temperatur.
Eine Diode bei 25-30°C eingestellt wird bei -10°C sehr viel mehr an Leistung bringen, aber eventuell nicht lange.
Sie wird also überfahren. Das können locker mal 100% sein. Wenn man mal davon ausgeht, dass auch 99% aller Projektoren sowieso schon "überfahrene" Dioden drin haben, wirds dann kritisch.
Zudem kann sich natürlich auch bei extremen Temperaturen der Strom ändern, vor allem wenn billige und schlechte Diodentreiber eingesetzt werden.

Die Zerstörung einer Diode erfolgt meistens nicht wegen zu hohem Strom, sondern wegen der daraus resultierenden zu hohen Leistung.
Der Emitter bzw. die Austrittsfacette wird wegen zu hoher optischer Leistungsdichte zerstört oder eventuell auch nur beschädigt (COD https://en.wikipedia.org/wiki/Catastrophic_optical_damage).

Ich hatte mal einen Test mit einem einfachen 10 Milliwatt roten Modul gemacht. Mit Kältespray runtergekühlt bis ca. -25 Grad. Die Leistung stieg von 10mW auf 19mW an und dann verwandelte sich die Diode in eine 0,1mW-LED.

Da wohl fast alle Lasermodule mit TECs gekühlt werden, sollte ein guter TEC-Regler das auch umkehren können und bei zu niedrigen Temperaturen aufheizen.
Da der Aufwand aber meistens wieder viel zu teuer ist, tauscht man lieber mal eine kaputte Diode aus. :wink:

Ich persönlich würde keinen Laser einschalten, der über Nacht im Kofferraum bei -10°C gelegen hat.

Gruß

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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon VDX » Sa 12 Nov, 2016 10:00 pm

... im PL-Forum hat glaube ich "planter" ausprobiert, wieweit Laserdioden bei Unterkühlung "übersteuert" werden können - soviel ich weiß, hat er rote Dioden bei Flüssig-Stickstoff-Temperaturen dazu bekommen, Orange zu leuchten ... und um die 200% "Übersteuerung" dürften auch dringewesen sein :wink:

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Beitragvon Brockwitzer » So 13 Nov, 2016 7:20 pm

Und die Moral von der Geschicht' ist bei Kälte geht es nicht.

Offenbar ist bei meinen Projektoren das ganze so organisiert, das wenn die Dioden nicht auf Solltempereatur sind gar nichts geht. Ansich gut aber das die Systeme nur in einem derart kleinen Temperaturbereich safe funktionieren überrascht mich doch. Es waren immerhin gerade mal +2 Grad, also noch nicht mal Frost.

Auf jeden Fall null Reaktion obwohl ich die Projektoren im Auto vorgewärmt hatte und dann auch eingepackt in Luftpolsterfolie. Trotzdem war der Wärmeverlust beim aufbauen und über die Vorder- und Rückseite offenbar so groß, das es nicht greicht hat. Zum Glück hats der Veranstalter recht gelassen genommen und sich mit einer Ersatzshow zu einem späteren Zeitpunkt beruhigen lassen. Ich hatte auch den Eindruck er war sogar ein bisschen froh seine Gäste nicht in die Kälte treiben zu müssen. Insgesamt schade denn sonst war alles top, gute Location (nach drei Seiten abgeschirmt, im Hintergrund hoher Wald), kaum Wind, natural haze und der Nebel stand wie gemalt.

Ziemliche Erleichterung als heute dann nach ausreichender Aklimatisierungszeit wieder alles seinen Dienst tat.

Neuer Plan: Styrodurbox mit einstellbarer Lüftungsöffnung bauen, 12V Heizmanschette rein, Temperatur auf 25Grad bringen, probieren. Im Februar muss ich wieder im Freien ran und bis dahin brauche ich ein Alaskataugliches System.

LG Dirk
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon guido » So 13 Nov, 2016 7:54 pm

Eigenbau oder fertiggerät ?
Google mal "Schaltschrankheizung" . .
Kostet mit 25-40W was bei 30 Euro, wird an Netzspannung betrieben.
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon Dr. Burne » Mo 14 Nov, 2016 1:03 am

Die meisten Geräte werden für Indooreimsatz gebaut.

Es gibt durchaus Wetterfeste Systeme die auch nichts gegen Kälte haben, aber dann bewegt man sich in einem ganz anderes Preissegment.

Z.B. OPSL Systemen ist die Außentemperatur egal, wenn die Lüfter des Kühlkörpers temperaturgeregelt sind, da die Module mehr als genug Abwärme erzeugen.
Bild So sind Chinakisten halt!

Wellenlängensammlung 405 445 457,9 465,8 472,7 476,5 488 496,5 501,7 514,5 520 528,7 532 543,4 632,8 640 658 780
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon Sheep » Mo 14 Nov, 2016 8:42 am

jojo hat geschrieben:Eine Diode bei 25-30°C eingestellt wird bei -10°C sehr viel mehr an Leistung bringen, aber eventuell nicht lange.

Naja so schlimm war das bei mir nicht... die Diode brachte aber auch nicht die doppelte Leistung.
Ich hatte in dem System noch DPPS-Grün und DPSS-Blau verbaut und habe deshalb die gesamte Optikebene mit einem Heizkissen auf Temperatur gebracht.
Damals hatte ich auch noch zwei Thermometer verbaut um die Temperaturen der Optik- und Elektronikebene separat überprüfen zu können :wink:

jojo hat geschrieben:Der Schwellstrom und der nötige Betriebsstrom /Milliwatt sinkt bei fallender Temperatur.

Heisst für mich man könnte auch einfach über die Software die Leistung reduzieren auf z.Bsp. 50% bei -10°C damit die Dioden nicht sterben.

guido hat geschrieben:Google mal "Schaltschrankheizung" . .

Ich habe mir mal überlegt solche Heizmodule in die Projektoren zu bauen... habe es dann aber doch gelassen weil man es ja nur höchst selten benötigt.

jojo hat geschrieben:Da wohl fast alle Lasermodule mit TECs gekühlt werden, sollte ein guter TEC-Regler das auch umkehren können und bei zu niedrigen Temperaturen aufheizen.Da der Aufwand aber meistens wieder viel zu teuer ist, tauscht man lieber mal eine kaputte Diode aus.

Da muss jetzt mal kurz Werbung für meinen Landsmann machen :) Bei meinen 1W-RGB-Modulen von Swisslas heizt das TEC wenn die Temperatur zu niedrig ist!

Gruss Sheep
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon guido » Mo 14 Nov, 2016 9:33 am

Sheep hat geschrieben:Da muss jetzt mal kurz Werbung für meinen Landsmann machen :) Bei meinen 1W-RGB-Modulen von Swisslas heizt das TEC wenn die Temperatur zu niedrig ist!
Gruss Sheep


...und so gehört sich das auch !!
Bzw. bei meinem "Baby" wird die komplette Grundplatte mit knapp 300W geheizt / gekühlt.
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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon tracky » Mo 14 Nov, 2016 10:12 am

Also ich kann nur aus guten Erfahrungen sprechen und hier mal die 12V Heizfolie, selbstklebend, von Reichelt empfehlen, welche bei erbrachter Solltemperatur sogar zurückregelt. Damit hatte ich in meinem Erstaufbau beide DPSS Laser zu lasern gebracht, obwohl draußen gegen 0°C waren. es hat zwar ein wenig gedauert, aber das Ergebnis konnte sich sehen lassen.

http://www.reichelt.de/Heizfolien/THF-4760/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=108458&GROUPID=7777&artnr=THF-4760&SEARCH=heizfolie%2B5V
Gruß Sven

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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon jojo » Mo 14 Nov, 2016 10:32 am

Heisst für mich man könnte auch einfach über die Software die Leistung reduzieren auf z.Bsp. 50% bei -10°C damit die Dioden nicht sterben.


Ja.

Gruß

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Re: Laserdioden bei Minusgraden - Problem?

Beitragvon Brockwitzer » Mo 14 Nov, 2016 9:26 pm

Tja, hätte ich wohl mal was eher drüber nachdenken können/sollen.

Aber gut zu wissen. Die Schaltschrankheizungen kannte ich so noch nicht, die PTC Folie so auch nicht, danke für die Tips.

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