Madgyver

Hinweis: Bevor wir beginnen — Laserdioden mit einer Leistung von etwa 100mW fallen in die Klasse 3B, welche extrem gefährlich für die Augen ist. Die infrarote Laserdiode ist noch gefährlicher als die rote. Das infrarote Licht wird trotzdem als rotes Schimmern wahrgenommen, was dazu verleitet, direkt in den Strahl zu sehen, weil man die Leistung mit bloßem Auge überhaupt nicht einschätzen kann. Bitte behandeln Sie diese Anleitung mit äußerster Vorsicht und übernehmen Sie volle Verantwortung für das, was Sie damit machen — ich habe dies nach bestem Wissen aus eigener Erfahrung und eigenen Tests geschrieben, übernehme aber keine Verantwortung dafür, was Sie danach bauen oder tun.

Benötigtes Werkzeug

• Diverse kleine Schlitz- und Kreuzschlitzschraubenzieher
• Multimeter mit Strom- (mA-Bereich), Spannungs- und Dioden-Messbereich
• 3 bis 5 Messstrippen für das Multimeter
• Kleine Messklemmen und Messspitzen
• Bohrmaschine und Bohrer (wenn man sich selbst eine Halterung bauen will)

Sonstige Gerätschaften

• DVD-Brenner zum Ausschlachten (in meinem Fall ein 16-fach-Dual-Layer-Brenner von Samsung)
• Labornetzgerät mit feiner Spannungsregelung

Evtl. benötigtes Material für die Halterung

• Aluplatte
• Winkelprofil
• Platinenreste
• Epoxy-Kleber (2-Komponenten)
• Schrauben

Ausbau, Identifizierung und Test der Laserdiode

1. Zuerst muss man den Schlitten mit der Lasereinheit ausbauen.
2. An der Seite findet man die Rückseiten der beiden Laserdioden, die man recht einfach mitsamt des kleinen Haltebleches ausbauen kann (Folienkabel vorher durchschneiden).

Vorsicht: Laserdioden sind ESD-gefährdete Bauteile! Um sie nicht zu zerstören, sollte man ein Antistatik-Armband verwenden, oder sich immer wieder „erden“. Die Lasereinheiten können von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich aufgebaut sein, aber in der Regel kann man die Diode recht einfach ausbauen. Notfalls kann man das Halteblech dranlassen.

3. Um die Polung und den Typ (IR oder Rot) herauszufinden, schließt man beide LDs an das Messgerät im Diodenmessbereich an. Zeigt die Anzeige „Überlauf“ an, muss man die Polung ändern. Eine der Laserdioden muss deutlich leuchten — das ist dann die rote Laserdiode. Bei der roten Laserdiode liegt die Vorwärtsspannung bei ~1,6V, bei der infraroten Laserdiode liegt sie etwas niedriger. Da das Messgerät die Diode nur mit ca. 0,9mA belastet, kann man in diesem Modus problemlos in die LD hineinsehen.

Achtung: Ausnahmen bestätigen die Regel — man sollte keinesfalls sofort in eine Laserdiode blicken, auch wenn der Strahl nicht kollimiert ist. Man sollte sich erst vergewissern, dass die Diode nicht kollimiert ist und keinesfalls heller als ein „Pointer“ ist, selbst bei geringem Teststrom. Bei mir leuchtete es sehr schwach (weit unterhalb der Laserschwelle), konnte aber die rote Laserdiode damit schnell identifizieren. Wer gleich mit höherem Strom testen will, oder bei dem keine der Dioden auf den ~1mA-Teststrom reagiert, sollte mit einer Digitalkamera nach dem Licht suchen. Der Infrarot-Laser erscheint auf dem Kamerabildschirm meist als überblendeter, weiß-bläulicher Schein.

Test bei höherer Leistung

Um die „richtige“ Laserdiode auszuprobieren, habe ich sie wieder in den Schlitten gesteckt, damit es keine Probleme mit der Temperatur gibt. Bereits bei ~52mA gibt die Laserdiode eine Leistung von mehreren Milliwatt ab. 150mA ist der Maximalstrom für die Laserdiode — selbst eine ganz kurze Stromspitze kann die Diode zerstören. Gemessene Maximalwerte: 150mA bei ca. 2,50V. Ich habe die Laserdiode erfolgreich an einem regelbaren Labornetzteil betrieben.

Ein praktischer Hinweis zum Einstellen des Stroms: Nachdem man den Strom für die Laserdiode mit dem in Reihe geschalteten Multimeter eingestellt hat, darf man das Multimeter nicht überbrücken — der Innenwiderstand des Messgeräts begrenzt den Strom. Fehlt dieser Widerstand, brennt die Diode durch. Das funktioniert nur sicher, wenn das Messgerät einen ausreichend hohen Innenwiderstand von mehreren Ohm hat. Alternativ kann man einen Widerstand in Serie mit der Laserdiode schalten und ein niederohmiges Messinstrument verwenden, oder man misst die Spannung, die über einem bekannten Widerstand abfällt, und rechnet den Strom nach dem Ohm’schen Gesetz aus (I = U / R) — und da besonders Widerstände mit höherer Belastbarkeit oft eine recht hohe Toleranz haben, lohnt es sich, den tatsächlichen Widerstandswert vorher nachzumessen statt dem Aufdruck zu vertrauen.

Mechanisch stabiler Aufbau und Kollimation

Hier muss man ein klein wenig kreativ werden. Ich klebte die Original-Linse des Brenners auf einen Platinenrest, den ich mit 2-Komponentenkleber auf die Aluplatte klebte. Nach einigem Herumprobieren konnte ich den Strahl auf 2mm kollimieren (Divergenz: 2–4mRad). Baut man die Diode wieder wie vorher in den Schlitten ein, liegt der Brennpunkt etwa 5mm über der Linse — sicher nicht das Optimum, aber für die ersten Versuche reicht es. Richtig macht man es mit echten Linsenhaltern, in die man die Kollimatorlinse einschrauben und mit einem Feingewinde die Entfernung von Diode und Linse einstellen kann. Dann sollte man aber für ausreichende Kühlung sorgen. Beim Kollimieren sollte man mit so wenig Leistung wie möglich arbeiten.

Eine Treiberschaltung

Eine ordentliche Treiberschaltung muss den Strom durch die Laserdiode ganz genau begrenzen — schon kurze Stromspitzen können sie über den Jordan schicken. Ich habe dafür nie eine fertig entworfen; für die obigen Tests hat ein Labornetzteil mit Strombegrenzung gereicht, für den Dauerbetrieb ist das aber nichts, worauf man sich verlassen sollte. Treiberschaltung: folgt noch.

Laserdioden aus optischen Laufwerken, zur Referenz