Ovládač polovodičovej laserovej diódy

Polovodičová laserová dióda, ktorá dokáže priamo premieňať elektrickú energiu na svetelnú energiu, má vlastnosti vysokého jasu, vysokej účinnosti, dlhej životnosti, malej veľkosti a priamej modulácie.

Rozdiel medzi polovodičovou laserovou diódou LD a bežnou LED diódou vyžarujúcou svetlo je v tom, že LD vyžaruje svetlo stimulovanou emisnou rekombináciou a emitované fotóny sú v rovnakom smere a v rovnakej fáze; zatiaľ čo LED využíva spontánnu emisnú rekombináciu nosičov vstreknutých do aktívnej oblasti na emitovanie fotónov. Smer a fáza sú náhodné.

Takže v podstate laserová dióda LD je poháňaná prúdom rovnako ako obyčajná dióda vyžarujúca svetlo, ale laserová dióda vyžaduje väčší prúd.

Ako svetelné zdroje je možné použiť nízkovýkonné laserové diódy (zdroje semien, optické moduly) a bežne používané balenia zahŕňajú TO56, motýľové balenia atď.

Vysokovýkonné laserové diódy môžu byť použité priamo ako lasery alebo ako čerpacie zdroje pre zosilňovače.

Pokyny pre ovládač laserovej diódy LD:

1. Pohon konštantným prúdom: Vzhľadom na voltampérovú charakteristiku diódy je vodivé napätie na oboch koncoch relatívne menej ovplyvnené zmenami prúdu, preto nie je vhodné, aby napäťové zdroje poháňali laserové diódy. Na pohon laserových diód je potrebný jednosmerný konštantný prúd. Pri použití ako zdroj svetla je riadiaci prúd vo všeobecnosti ≤ 500 mA. Pri použití ako zdroj čerpadla je hnací prúd zvyčajne asi 10A.

2. Regulácia ATC (automatická regulácia teploty): Prahový prúd svetelného zdroja, najmä lasera, sa bude meniť so zmenami teploty, čo spôsobí zmenu výstupného optického výkonu. ATC pôsobí priamo na svetelný zdroj, vďaka čomu je výstupný optický výkon svetelného zdroja stabilný a nie je ovplyvnený náhlymi zmenami teploty. Charakteristiky vlnového spektra laserových diód sú zároveň ovplyvnené teplotou. Teplotný koeficient spektra vlnovej dĺžky laserových diód FP je zvyčajne 0,35 nm/℃ a teplotný koeficient spektra vlnovej dĺžky laserových diód DFB je zvyčajne 0,06 nm/℃. Podrobnosti nájdete v základoch polovodičových laserov s vláknovou väzbou. Teplotný rozsah je všeobecne 10 ~ 45 ℃. Ak vezmeme ako príklad motýľový balík, kolíky 1 a 2 sú termistory na monitorovanie teploty laserovej trubice, zvyčajne termistory 10K-B3950, ktoré sa spätne pripájajú do riadiaceho systému ATC, aby poháňali chladiaci čip TEC na kolíkoch 6 a 7 na ovládanie. teplota laserovej trubice. , chladenie predným napätím, zahrievanie záporným napätím

3. Ovládanie APC (automatické riadenie výkonu): Laserová dióda po určitom čase používania zostarne, čím sa zníži výstupný optický výkon. Riadenie APC môže zabezpečiť, že optický výkon je v určitom rozsahu, čo nielenže bráni zoslabovaniu optického výkonu, ale tiež zabraňuje, aby poruchy obvodu s konštantným prúdom spôsobili poškodenie laserovej trubice v dôsledku nadmerného optického výkonu.

Ak vezmeme ako príklad motýľový balík, kolíky 4 a 5 sú PD diódy, ktoré sú kombinované s transimpedančným zosilňovačom ako fotodetektorom na monitorovanie optického výkonu laserovej diódy. Ak sa optický výkon zníži, zvýšte budiaci prúd konštantného prúdu; v opačnom prípade znížte hnací prúd.

Hoci cieľom ATC aj APC je stabilizovať výstupný optický výkon svetelného zdroja, zameriavajú sa na rôzne faktory. APC sa zameriava na zníženie optického výkonu spôsobeného starnutím zariadenia svetelného zdroja. APC zaisťuje, že optický výkon zostane rovnako vysoký ako predtým. Stabilný výstupný stav a ATC znamená, že výkon svetelného zdroja stúpa a klesá v dôsledku vplyvu teploty. Po prejdení ATC je zaistené, že svetelný zdroj stále vydáva stabilný optický výkon.