rauscharmer Fototransistor

[Thomas$]

Hi,
ich suche einen Fototransitor mit möglichst hoher linearität und möglichst Rauscharm ist.
bei pollin fand ich den http://www.pollin.de/shop/dt/OTMzOTc4OTk-/Bauelemente/Aktiv/Optoelektronik/Fototransistor_OSRAM_BPX81_4.html

jedoch kann ich im Datenblatt nichts zum Rauschen des Fotottransitors finden.
(kann auch sein das ich blind bin oder tomaten als brille habe)

Betriebspannung wird in der schaltung bei 12V liegen

wie groß wird das rauschen sein?

und kann es sein das ein normaler laser rauscht?

Es wird eine Refelxlichtschranke soviel sei gesagt, aber die Anforderung ein geringes Rauschen hat einen Grund den ich noch nicht nennen wil.
mfg thomas

[Martin.]

und kann es sein das ein normaler laser rauscht?

Das Sprektrum eines Lasers hat bei der jeweiligen Wellenlänge zwar einen sehr hohen aber nicht infinitesimal schmalen Strich. Die Linie des Lasers wird immer ein bisschen verbreitert hauptsächlich durch Dopplereffekt. zudem kommen thermische Ausdehnungen bei Resonatoren dazu, die erst nach einer angemessenen Betriebsdauer verschwinden.

Zum Rest kann ich leider nichts sagen.

[Thomas$]

doppler effekt setzt bewegung voraus soweit ich weis
das wird dann in der anwendung auch noch mit genutzt

solange die werte frequens des lasers und die helligkeit stabil bleibt ist es ok
alle veränderungen unter 10hz sind mir (fast) egal

[Besserwessi]

Viele Laser Rauschen schon merklich. Wieviel hängt aber vom Typ ab.
Zum Rauchen des Lasers kommt ggf noch das Specklemuster dazu: Ein Laserfleck sieht oft durch interne Interferrenzen nicht ganz gleichmäßig aus, sonder irgendwie fein gemustert. Wenn jetzt der Detektor nur einen Teil des Musters erfaßt, und sich das Muster verschiebt gibt das für den Detektor ein Strörsignal.


Die Liniearität wird bei Fototransistoren eher selten angegeben. Wenn man hohe Linearität braucht, nimmt man halt eine Fotodiode.
Das Eigenrauchen des Fototransistors ist nur bei sehr kleiner Intensität wichtig.
Gerade mit einem Laser wird man oft schon in den Bereich sein wo das Schrotrauschen größer ist als das Eigenrauschen des Detektors. Da geht dann nur noch Verstärkungsfaktor des Transistors ein. Viel machen kann man da ohnehin nicht, nur eine größere Fläche und ggf. eine Linse für mehr Photonen.

Bei einer Fotodiode hätte man eine bessere Linearität, man bekommt ggf. auch welche mit mehr Fläche und die Datenblätter sind auch oft ausführlicher.

[Thomas$]

foto dioden setzen aber mehr kenntis im bau von verstärkern voraus ;-) die ich noch nicht habe.
der jetzt verwende fototransitor ist relativ alt mindestens 25 jahre daher vermute ich da die herkunft des rauschens
und die intensität des lichtes ist nicht sehr hoch bei tages licht kaum zu erkennen nur wenn man weis da ist der laser punkt sieht man ihn ganz schwach

wäre ein HeliumNeon laser besser? weniger rauschen?
ich habe grad kein da liegen zum probieren

also laser ist auch noch eine rauschquelle das kann ja heiter werden

mal nach einem lichtkondensator suchen :-) der das rauschen glättet ^^

[Jakob L.]

Um welchen Frequenzbereich geht es dir bei dem Rauschen?

[Martin.]

doppler effekt setzt bewegung voraus soweit ich weis
das wird dann in der anwendung auch noch mit genutzt

solange die werte frequens des lasers und die helligkeit stabil bleibt ist es ok
alle veränderungen unter 10hz sind mir (fast) egal

Es bewegt sich immer was. Das aktive Medium im Resonator steht unter themischen Bewegungen. Die Linienverbreiterung durch den Dopplereffekt ist von der Größenordnung her um 10^6 kleiner als die verwendete Frequenz. Bei einem Helium Neon Laser sind es also ca 10^8 Hz um die die Linie breiter wird.
Um wieviel sich die Wellenlänge durch thermische Ausdehnungen verschiebt kann ich aus dem Stand leider nicht sagen.

Zum Thema Laser empfiehlt sich das Standardwerk von Bahaa Saleh. (Eine Vorschau gibts auch unter Google Books)

PS: Bei einem Diodenlaser ist typischerweise die Linie im unteren Intensitätsbereich viel breiter. WEnn man einen Diodenlaser langsam anfährt, dann ergibt sich in der Intensitätsverteilung erst ein Hügel aus dem dann beim Betriebsstrom eine viel höhere Spitze herausschaut.

[Thomas$]

100-15.000 hz nach dem fototransistor derzeit habe ich nahezu weises rauschen werd noch mal mit fft prüfen abner es klingt jedenfals so

der laser den ich habe hat reichlich flecken sieht ja schrecklich aus

noch was anderes nebenbei
bei meinen anfangsversuchen hatte ich plötzich einen radiosender glaub polnisch im ausgangssignal als ich akkustisch signal geprüft hatte
ist jetzt jedenfals wieder weg

[Martin.]

Ja ist immer die Frage was du überhaubt unter Frequenz verstehst?

Machst du jetzt etwas spektroskopisches wo es auf die Wellenlänge / Frequenz ankommt, oder überträgst du optisch Daten?

[Thomas$]

es werden im prionzip daten übertragen
der laserstrahl wird zwischendurch verändert( akkustisch also im hörbaren) bereich also die 100-15.000 hz
nun stört halt jedes rauschen
egal wie es entsteht alles andere rauschen auserhalb des genannten bereich stört mich nicht
dem laser einfach mehr spannung geben hat auch schon etwas geholfen

[Besserwessi]

So richtig viel Rauschen sollte der Fototransistor selber nicht geben. Wirkliche Erfahrungswerte habe ich nicht, weil man für sehr wenig Licht lieber Fotodioden und einen externen Verstärker nutzt.

Die Rauschanteile kann man aber selber nachmessen / trennen:
1) Bei dunklem Detektor hat man das Eigenrauschen des Fototransistors

2) Mit einer Glühbirne als Lichtquelle krieg man im wesentlichen das Schrotrauschen dazu. Das kommt einfach durch die Quantisierung des Lichtes. Die Glühbirne ist zumindest bei höheren Frequenzn und mit einigermaßen stabiler Stromquelle ein rauscharme Lichtquelle. Das Schrotrauschen kann man auch berechnen.

3) Mit dem Laser hat man dann das Rauschen des Lasers dazu. Im Prinzip kann man dabei unter der Grenze für das Schrotrauschens sein. In der Regel ist das Rauschen des Lasers aber größer.

Das Rauschen des Lasers könnte man ggf. mit einem 2 ten detektor kompensieren.

[Thomas$]

"Das Rauschen des Lasers könnte man ggf. mit einem 2 ten detektor kompensieren."
das werd ich probieren nur am besten wie ?
das klingt zwar nach einer lösung aber ich muss es nur noch verstehen wie
der laser ist die hauptrausch quelle im dunkeln hab ich kaum/kein rauschen , mit der glühbirne werd ich auch probiern

[Martin.]

Kannst du vielleich einen Strahlteiler verwenden und das Ursprüngliche Signal vom modulierten subtrahieren?

Wenn du eine feste Übertragungsfrequenz hast, kann ein LockIn Verstärker abhilfe schaffen.

[Thomas$]

das problem ich habe zwischendrin eine gezielte phasenverschiebung
nicht das ich damit alles schlimmer mache
ich ewerd den aufbau mal versuchen in der schule mit einem
HeNe laser zu testen

[Martin.]

Ein LockIn Verstärker hätte einen Phasenschieber um das auszbügeln, aber dafür benötigst du eben das Referenzsignal am empfangsort.
Wichtig ist auch, dass du alle Leuchtstoffröhren abschaltest. Da bekommst du sonst 100Hz Signale mit rein.