Hochgeschindigkeits
Laserprofilanalyse
Diese Versuchsreihe demonstriert das enorme zeitliche
Auflösungsvermögen des IR-Konverters. Bei dieser Messung wird
das sogenannte Spiking eines einzigen Nd:YAG-Laserpulses (Wellenlänge
1,318 µm) raum-zeitlich aufgelöst. Dazu wird der IR-Konverter
mit einer Framing-Kamera gekoppelt. Diese Kamera ermöglicht es,
bis zu 8 Bilder mit einer Belichtungszeit bis zu 50 ns und einem Bildabstand
von bis zu 300 ns aufzunehmen.
Für dieses Experiment wird der Laserpulse auf den
IR-Konverter abgebildet. Ein Teil des Strahls wird über einen Strahlteiler
ausgekoppelt und auf eine schnelle Photodiode abgebildet. Das Signal
der Photodiode und der Stromfluss im IR-Konverter werden mit einem Oszilloskop
gemessen (Graph in der folgenden Abbildung). Es zeigt neben diesen beiden
Kurven auch noch die Triggerpulse für die Kamera. Deren Bilder
sind unter dem Graphen abgebildet.
Zeitlichen
Verhalten eines Nd:YAG-Laserpulses.
Im oberen Graph aufgenommen mit einer schnellen Photodiode und Bilderserie
aufgenommen mit einer Framing-Kamera.
Aus einem Laserpuls, der die Länge von gut 300 µs
besitzt und in der oberen rechten Ecke des Graphen dargestellt ist,
wird die Messung zwischen der 25 und 45 µs durchgeführt.
Die schwarze Kurve zeigt das Verhalten des Lasers am Eingang, in dem
das Spiking des Laserpulses zu erkennen ist. Dieses Spiking wird sehr
gut vom Stromfluss durch IR-Konverter wiedergegeben. Auch in den dazugehörigen
Bildern sieht man deutlich die Spikes.
Die gezeigten Messergebinisse beweisen, dass mit dieser
Kombination - bestehend aus IR-Konverter und Framing-Kamera - auf einer
sehr kurzen Zeitskala infrarote Strahlungsfelder erfasst werden können.