Półprzewodnikowy sterownik diody laserowej

Półprzewodnikowa dioda laserowa, która może bezpośrednio przekształcać energię elektryczną w energię świetlną, charakteryzuje się wysoką jasnością, wysoką wydajnością, długą żywotnością, niewielkimi rozmiarami i bezpośrednią modulacją.

Różnica między półprzewodnikową diodą laserową LD a zwykłą diodą elektroluminescencyjną LED polega na tym, że LD emituje światło w drodze rekombinacji emisji wymuszonej, a emitowane fotony są w tym samym kierunku i w tej samej fazie; podczas gdy LED wykorzystuje spontaniczną rekombinację emisji nośników wstrzykiwanych do obszaru aktywnego w celu emisji fotonów. Kierunek i faza są losowe.

Zasadniczo dioda laserowa LD jest zasilana prądem, tak jak zwykła dioda elektroluminescencyjna, ale dioda laserowa wymaga większego prądu.

Jako źródła światła (źródła zarodkowe, moduły optyczne) można zastosować diody laserowe małej mocy, a powszechnie stosowane pakiety obejmują TO56, pakiety motylkowe itp.

Diody laserowe dużej mocy mogą być stosowane bezpośrednio jako lasery lub jako źródła pompujące do wzmacniaczy.

Instrukcje sterownika diody laserowej LD:

1. Napęd stałoprądowy: Ze względu na charakterystykę woltoamperową diody napięcie przewodzenia na obu końcach jest stosunkowo mniej podatne na zmiany prądu, dlatego źródła napięcia nie nadają się do napędzania diod laserowych. Do zasilania diod laserowych wymagany jest stały prąd stały. W przypadku stosowania jako źródło światła prąd zasilający wynosi zazwyczaj ≤500 mA. Gdy jest używany jako źródło pompy, prąd sterujący wynosi zwykle około 10A.

2. Sterowanie ATC (automatyczna kontrola temperatury): Prąd progowy źródła światła, zwłaszcza lasera, będzie się zmieniać wraz ze zmianami temperatury, co spowoduje zmianę wyjściowej mocy optycznej. ATC działa bezpośrednio na źródło światła, dzięki czemu wyjściowa moc optyczna źródła światła jest stabilna i nie ulega wpływom nagłych zmian temperatury. Jednocześnie temperatura ma wpływ na charakterystykę widma długości fali diod laserowych. Współczynnik temperaturowy widma długości fali diod laserowych FP wynosi zwykle 0,35 nm/℃, a współczynnik temperaturowy widma długości fali diod laserowych DFB wynosi zwykle 0,06 nm/℃. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zobacz podstawy laserów półprzewodnikowych ze sprzężeniem światłowodowym. Zakres temperatur wynosi zazwyczaj 10 ~ 45 ℃. Biorąc za przykład pakiet motylkowy, piny 1 i 2 to termistory do monitorowania temperatury lampy laserowej, zwykle termistory 10K-B3950, które przekazują sygnał zwrotny do systemu sterowania ATC w celu sterowania układem chłodzącym TEC na pinach 6 i 7 w celu sterowania temperatura lampy laserowej. , chłodzenie napięciem przewodzenia, ogrzewanie napięciem ujemnym

3. Sterowanie APC (automatyczna kontrola mocy): Po pewnym okresie użytkowania dioda laserowa starzeje się, co powoduje zmniejszenie wyjściowej mocy optycznej. Sterowanie APC może zapewnić, że moc optyczna mieści się w określonym zakresie, co nie tylko zapobiega osłabieniu mocy optycznej, ale także zapobiega uszkodzeniom lampy laserowej w przypadku awarii obwodu prądu stałego z powodu nadmiernej mocy optycznej.

Biorąc za przykład pakiet motylkowy, piny 4 i 5 to diody PD, które są połączone ze wzmacniaczem transimpedancyjnym jako fotodetektorem w celu monitorowania mocy optycznej diody laserowej. Jeśli moc optyczna maleje, zwiększ prąd sterujący prądem stałym; w przeciwnym razie zmniejsz prąd sterujący.

Chociaż celem zarówno ATC, jak i APC jest stabilizacja wyjściowej mocy optycznej źródła światła, ich celem są różne czynniki. Celem firmy APC jest zmniejszenie mocy optycznej spowodowane starzeniem się urządzenia będącego źródłem światła. APC dba o to, aby moc optyczna pozostała tak wysoka, jak dotychczas. Stabilny stan wyjściowy, a ATC oznacza wzrost i spadek mocy źródła światła pod wpływem temperatury. Po przejściu ATC źródło światła nadal emituje stabilną moc optyczną.