Dieses Video dokumentiert die Demontage, Aufrüstung und experimentelle Validierung von zwei optischen Leistungsmessern des Typs Newport 1936R (Ein-Kanal) zu einem funktionsfähigen Zwei-Kanal-System des Modells 2936. Durch den Einbau einer zusätzlichen Erfassungsplatine (Acquisition Board) aus einem baugleichen Gerät mit defektem Display und der anschließenden Modifikation der internen Gerätekennung via Terminalbefehle konnte die Kanalverdopplung erfolgreich realisiert werden, ohne dass die werkseitigen Kalibrierungskoeffizienten verloren gingen. Im Anschluss führt der Host optische Transmissions- und Isolationsmessungen unter Verwendung eines Helium-Neon-Lasers (HeNe-Laser) und eines dreikanaligen Farb-Kombinationsprismas aus einem Projektor durch.
Wichtigste Punkte & Zeitstempel
0:00 Hardware-Vergleich: Es werden zwei Newport 1936R Ein-Kanal-Leistungsmesser präsentiert, wobei ein Gerät über ein beschädigtes Display verfügt und als Ersatzteilspender für ein angestrebtes Zwei-Kanal-System (Modell 2936) dient.
0:55 Innere Architektur: Die Hauptplatine mit dem Anwendungsprozessor ist im Frontpanel untergebracht, während die modularen, identischen Erfassungsplatinen und das Netzteil im Hauptgehäuse untergebracht sind.
2:07 Analoge Front-End-Schaltung: Die Erfassungsplatine zeigt einen hohen Aufwand zur Leckage-Minimierung (Freiluftverdrahtung), Reed-Relais und elektromechanische Relais zur Bereichsumschaltung sowie ein lokales EPROM zur Speicherung spezifischer Kalibrierungskoeffizienten.
4:01 System-Zerlegung & Sensor-Interface: Untersuchung des Frontpanels aus pulverbeschichtetem Aluminium sowie des BNC-Sensor-Adapters, welcher das EEPROM für die Sensorkalibrierung und die Stromausgabe der Fotodiode beherbergt.
6:30 Optische Abschwächung & Detektoren: Erklärung der Funktionsweise von großflächigen Fotodetektoren und dem optischen OD3-Attenuator (Abschwächer), der zur Erweiterung des dynamischen Bereichs dient, sowie Erläuterung der spektralen Empfindlichkeit von Halbleitermaterialien.
10:16 Hardware-Modifikation & Firmware-Analyse: Nach dem Einbau der zweiten Erfassungsplatine erkennt das System zwar beide Sensoren in den Systeminformationen, bootet jedoch initial im Einzelkanalmodus, was eine Software-Analyse über Windows Embedded Core erfordert.
13:26 Modell-Konvertierung: Durch das Senden eines spezifischen Befehls über eine serielle Schnittstelle (PuTTY) wird die Modellkennung erfolgreich von 1936 auf 2936 geändert, wodurch das Display beide Kanäle simultan anzeigt.
14:54 Laser-Experimente: Ein monochromatischer Helium-Neon-Laser wird zur Validierung der Kanalübereinstimmung eingesetzt; beide Kanäle messen im Bereich von 1,8 mW und zeigen eine hohe Übereinstimmung.
16:26 Projektor-Prisma-Messung: Ein dreifaches Farb-Kombinationsprisma aus einem Projektor wird genutzt, um die optische Isolation zwischen den optischen Pfaden zu quantifizieren.
18:18 Isolations-Ergebnis: Die Messung der optischen Isolation über das Zwei-Kanal-Setup ergibt einen Dämpfungswert von 21 dB zwischen dem gewünschten Hauptpfad und dem Streulicht-Ausgang.
Glossar
Acquisition Board: Eine dedizierte Erfassungsplatine zur analogen Signalaufbereitung, Verstärkung, Bereichsumschaltung und Digitalisierung von Messwerten.
BNC-Steckverbinder: Ein in der Hochfrequenz- und Messtechnik weit verbreiteter, verriegelbarer Koaxial-Steckverbinder für elektrische Signale.
dBm: Ein logarithmisches Maßeinheit für elektrische oder optische Leistung bezogen auf einen Milliwatt (mW).
EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): Ein nichtflüchtiger elektronischer Speicherchip, der hier zur dauerhaften Speicherung geräte- oder sensorspezifischer Kalibrierungskoeffizienten genutzt wird.
FPGA (Field Programmable Gate Array): Ein integrierter Schaltkreis, dessen logische Schaltungsstruktur erst nach der Herstellung konfiguriert werden kann.
Helium-Neon-Laser (HeNe-Laser): Ein Gaslaser, der Laserstrahlung im sichtbaren roten Spektralbereich (typischerweise 632,8 nm) mit hoher spektraler Reinheit emittiert.
OD3-Attenuator (Optical Density 3): Ein optischer Neutralfilter, der die transmittierte Lichtintensität um den Faktor 1.000 (3 Größenordnungen) reduziert.
O-Band / C-Band: Standardisierte Infrarot-Wellenlängenbereiche in der optischen Glasfaser-Nachrichtentechnik (O-Band: 1260–1360 nm, C-Band: 1530–1565 nm).
PuTTY: Ein freier Terminal-Emulator, der serielle, SSH- und Telnet-Verbindungen zur Steuerung und Diagnose von Systemen ermöglicht.
Reed-Relais / Reed-Schalter: Ein elektromagnetisch betätigter Schalter mit Kontakten in einem gasgefüllten Glasröhrchen, der sich durch minimale Leckströme und hohe Schaltpräzision auszeichnet.
Responsivität (Empfindlichkeit): Das Verhältnis des erzeugten elektrischen Stroms (oder der Spannung) zur einfallenden optischen Leistung eines Fotodetektors bei einer bestimmten Wellenlänge.
TTL-Schnittstelle (Transistor-Transistor Logic): Eine digitale Logikschnittstelle, die standardisierte Spannungswerte für Schaltsignale verwendet.
Windows Embedded Core: Ein modifiziertes Betriebssystem für eingebettete Systeme und Industrie-Messtechnik.