Ovladač polovodičové laserové diody

Polovodičová laserová dioda, která může přímo přeměňovat elektrickou energii na světelnou energii, má vlastnosti vysokého jasu, vysoké účinnosti, dlouhé životnosti, malých rozměrů a přímé modulace.

Rozdíl mezi polovodičovou laserovou diodou LD a běžnou LED diodou vyzařující světlo je ten, že LD vyzařuje světlo stimulovanou emisní rekombinací a emitované fotony jsou ve stejném směru a ve stejné fázi; zatímco LED využívá spontánní emisní rekombinaci nosičů vstřikovaných do aktivní oblasti k emitování fotonů. Směr a fáze jsou náhodné.

Laserová dioda LD je tedy v podstatě poháněna proudem stejně jako běžná světelná dioda, ale laserová dioda vyžaduje větší proud.

Jako světelné zdroje lze použít nízkovýkonové laserové diody (seed zdroje, optické moduly), mezi běžně používané balíčky patří TO56, motýlkové balíčky atd.

Vysoce výkonné laserové diody lze použít přímo jako lasery nebo jako čerpací zdroje pro zesilovače.

Pokyny pro ovladač laserové diody LD:

1. Pohon konstantním proudem: Vzhledem k voltampérové ​​charakteristice diody je vodivé napětí na obou koncích relativně méně ovlivňováno změnami proudu, proto není vhodné, aby napěťové zdroje poháněly laserové diody. Pro napájení laserových diod je nutný stejnosměrný konstantní proud. Při použití jako světelný zdroj je budicí proud obecně ≤ 500 mA. Při použití jako zdroj čerpadla je hnací proud obvykle asi 10A.

2. Řízení ATC (automatická regulace teploty): Prahový proud světelného zdroje, zejména laseru, se bude měnit se změnami teploty, což způsobí změnu výstupního optického výkonu. ATC působí přímo na světelný zdroj, díky čemuž je výstupní optický výkon světelného zdroje stabilní a není ovlivněn náhlými změnami teploty. Charakteristiky vlnového spektra laserových diod přitom ovlivňuje i teplota. Teplotní koeficient vlnového spektra laserových diod FP je obvykle 0,35nm/℃ a teplotní koeficient spektra vlnové délky laserových diod DFB je obvykle 0,06nm/℃. Podrobnosti viz základy vláknově vázaných polovodičových laserů. Teplotní rozsah je obecně 10~45℃. Vezmeme-li jako příklad motýlkový balíček, kolíky 1 a 2 jsou termistory pro sledování teploty laserové trubice, obvykle termistory 10K-B3950, které se vracejí zpět do řídicího systému ATC, aby poháněly chladicí čip TEC na kolících 6 a 7 pro řízení teplota laserové trubice. , chlazení propustným napětím, ohřev záporným napětím

3. Řízení APC (automatické řízení výkonu): Laserová dioda po určité době používání stárne, což sníží výstupní optický výkon. Řízení APC může zajistit, že optický výkon je v určitém rozsahu, což nejen zabrání zeslabení optického výkonu, ale také zabrání tomu, aby poruchy obvodu s konstantním proudem způsobily poškození laserové trubice v důsledku nadměrného optického výkonu.

Vezmeme-li jako příklad motýlkový balíček, kolíky 4 a 5 jsou PD diody, které jsou kombinovány s transimpedančním zesilovačem jako fotodetektor pro sledování optického výkonu laserové diody. Pokud se optický výkon sníží, zvyšte konstantní proud budícího proudu; jinak snižte hnací proud.

Ačkoli ATC i APC mají za cíl stabilizovat výstupní optický výkon světelného zdroje, zaměřují se na různé faktory. APC se zaměřuje na snížení optického výkonu způsobeného stárnutím zařízení zdroje světla. APC zajišťuje, že optický výkon zůstane stejně vysoký jako dříve. Stabilní výstupní stav a ATC znamená, že výkon světelného zdroje stoupá a klesá vlivem teploty. Po průchodu ATC je zajištěno, že světelný zdroj stále vydává stabilní optický výkon.