Multiplexación láser

Question

Soy nuevo en la materia ECE, pero me preguntaba qué tipo de equipo que necesitaría para tener una rejilla de 8x8 o más de los láseres que se controlan con patrones específicos de encendido / apagado.

Yo querría láseres de 5mW en una rejilla de 8x8. Parece que necesito un Arduino / Frambuesa Pi, protoboard, cables, fuente de alimentación, matriz de 8x8 (o hacer uno yo mismo) diodos láser, lentes colimadoras... ¿Te parece correcto? Veo un montón de artículos para la multiplexación LED, pero nada para los láseres. ¿Hay alguna diferencia sustancial?

Answer 1

Resumiendo las especificaciones de la discusión hasta ahora: Distancia de trabajo 30 - 100 cm Separación de puntos "lo más cercana posible", pero es de suponer que los haces deben estar bien separados. Potencia total 8x8x5 mW, aprox. 400 mW Conmutación independiente de cada haz, "no muy rápida".

Básicamente, cualquier solución será difícil de aplicar para un principiante. Además, hay un importante equilibrio entre tiempo y dinero. Teniendo en cuenta el nivel de experiencia del autor de la pregunta, es difícil imaginar la creación de este por mucho menos de $ 5k si se supone que debe hacerse dentro de unos meses.

Creo que la mejor solución es conseguir un único láser de alta potencia y utilizar un modulador espacial de luz (SLM) para hacer el patrón. Puedes imaginarte el SLM subdividido en una matriz de 8x8. Cada región del SLM se puede configurar como un espejo de distancia focal variable. Al cambiar entre una distancia focal de 30 cm y el infinito, cambiará la intensidad en el punto. También se puede cambiar el patrón del SLM para desviar el haz completamente del objetivo.

Reciba formación sobre seguridad láser antes de iniciar este proyecto. Los deportistas láser tienen un viejo dicho: "No mires al láser con resto ojo".

Paso a paso:

1. Instala un láser de diodo de baja potencia y un controlador (por ejemplo, un láser modelo HL6756MG). Utiliza un telescopio para expandir el haz de modo que casi llene la SLM.
2. Configura el SLM y prueba algunos patrones. Muchos SLM pueden controlarse a través de VGA, como un monitor de ordenador. El SLM SDE1024 de Cambridge Correlators parece una buena apuesta para ti.
3. Programe el SLM con una matriz de espejos Fresnel y compruebe la calidad de sus puntos en el blanco. Un espejo Fresnel es el equivalente reflectante de una lente Fresnel ( http://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_lens ).
4. Cambia el láser de diodo por un modelo de mayor potencia (por ejemplo, el SLD1332V, con 500 mW de potencia).

Y ya está.

Thorlabs es probablemente el mejor lugar para comprar equipos ópticos genéricos. Ellos tendrían todo el láser de diodo y cosas controlador. Sólo sugiero Cambridge Correlators para el SLM porque es más barato y diseñado específicamente para principiantes.

Answer 2

Hay muchas formas de hacerlo, pero voy a describir una que ya he visto antes.

Si quieres multiplexar un láser podrías crear una rejilla 8xN con 1 láser, 8 espejos, 1 motor, 1 colimador y un controlador para controlar el tiempo y el disparo del láser.

Monta los espejos uniformemente espaciados en un cilindro u objeto de forma octogonal, y fíjalo de modo que el motor haga girar los espejos. Ajusta el ángulo vertical de cada espejo para conseguir las filas de la cuadrícula. El cilindro giratorio conseguirá el ángulo horizontal para formar las columnas ajustando la velocidad de rotación y la cadencia de disparo del láser. Un colimador puede recoger los rayos dispersos y formar una rejilla fija, cuyo tamaño está limitado por el colimador. Los requisitos del controlador pueden depender de la cadencia de disparo. Algunas de las partes más complicadas de este diseño pueden ser: el ajuste de los espejos (implica un ajuste fino), el seguimiento de la rotación angular del motor para saber qué espejo está actualmente en la línea de disparo. En el lado negativo, la cadencia de disparo por píxel está limitada por las rpm del motor (120 Hz para 7200 rpm). En el lado positivo, probablemente sea más barato y menos tedioso que comprar y ensamblar 64 láseres.

He aquí un proyecto de proyector láser con AVR que utiliza este principio http://heim.ifi.uio.no/haakoh/avr/ (sin el colimador final).