Драйвер для импульсного лазерного диода. Драйвер лазерного диода: назначение, принципы работы и типы — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое драйвер лазерного диода. Для чего он нужен. Какие бывают типы драйверов. Как работают линейные и импульсные драйверы. Как правильно измерить КПД драйвера.

Содержание

Что такое драйвер лазерного диода и зачем он нужен

Драйвер лазерного диода — это специальная электронная схема, которая выполняет две основные функции:

Ограничивает и стабилизирует ток, подаваемый на лазерный диод
Защищает лазерный диод от повреждений из-за скачков напряжения или тока

Использование драйвера необходимо, так как лазерные диоды очень чувствительны к изменениям питающего тока. При прямом подключении к источнику питания лазерный диод может быстро выйти из строя из-за превышения максимально допустимого тока.

Основные преимущества использования драйвера для лазерного диода:

Продлевает срок службы лазерного диода
Обеспечивает стабильную мощность излучения
Позволяет регулировать интенсивность лазерного луча
Защищает дорогостоящий лазерный диод от повреждений

Принцип работы драйвера лазерного диода

Работа драйвера лазерного диода основана на стабилизации тока, протекающего через лазерный диод. Основные компоненты типичного драйвера:

Схема ограничения и стабилизации тока
Датчик тока (обычно низкоомный резистор)
Схема защиты от перенапряжений и бросков тока
Цепь обратной связи

Драйвер непрерывно отслеживает ток через лазерный диод с помощью датчика тока. При отклонении тока от заданного значения срабатывает цепь обратной связи, которая корректирует ток до нужного уровня.

Основные типы драйверов лазерных диодов

По принципу работы драйверы лазерных диодов делятся на два основных типа:

1. Линейные драйверы

Принцип работы линейного драйвера:

На вход подается напряжение выше, чем требуется лазерному диоду
Избыточное напряжение гасится на регулирующем транзисторе

Ток стабилизируется за счет изменения сопротивления транзистора

Преимущества линейных драйверов:

Простота конструкции
Низкий уровень пульсаций тока
Невысокая стоимость

Недостатки:

Низкий КПД (обычно 30-50%)
Большое тепловыделение
Необходимость в радиаторе при больших токах

2. Импульсные драйверы

Принцип работы импульсного драйвера:

Входное напряжение преобразуется в импульсы высокой частоты
Ток регулируется изменением скважности импульсов
Выходной ток сглаживается с помощью LC-фильтра

Преимущества импульсных драйверов:

Высокий КПД (до 95%)
Малые габариты
Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений

Недостатки:

Более сложная схемотехника
Повышенный уровень электромагнитных помех
Пульсации тока на высокой частоте

Как правильно измерить КПД драйвера лазерного диода

Для корректного измерения КПД импульсного драйвера лазерного диода необходимо:

Подключить драйвер к источнику питания через низкоомный резистор (около 0.1 Ом)
Подключить такой же резистор последовательно с лазерным диодом
Измерить следующие напряжения:
- На входе драйвера (после входного резистора)
- На входном резисторе
- На лазерном диоде
- На выходном резисторе
Рассчитать входную мощность: P_in = U_in * U_{res_in} / R
Рассчитать выходную мощность: P_out = (U_ld + U_{res_out}) * U_{res_out} / R
Вычислить КПД: η = (P_out / P_in) * 100%

где:

U_in — напряжение на входе драйвера
U_{res_in} — падение напряжения на входном резисторе
U_ld — напряжение на лазерном диоде
U_{res_out} — падение напряжения на выходном резисторе
R — сопротивление измерительных резисторов

Часто задаваемые вопросы о драйверах лазерных диодов

Можно ли подключить лазерный диод напрямую к батарейкам?

Подключать лазерный диод напрямую к источнику питания крайне не рекомендуется. Это может привести к следующим проблемам:

Быстрый выход лазерного диода из строя из-за превышения максимального тока
Нестабильная мощность излучения при разряде батарей
Отсутствие защиты от скачков напряжения
Невозможность регулировки яркости

Использование специализированного драйвера позволяет избежать этих проблем и значительно продлить срок службы лазерного диода.

Чем отличается драйвер лазерного диода от драйвера обычного светодиода?

Основные отличия драйвера лазерного диода от драйвера обычного светодиода:

Более точная стабилизация тока (допустимые отклонения менее 1%)
Наличие дополнительных схем защиты от перенапряжений
Возможность работы в импульсном режиме с высокой частотой
Часто имеет схему контроля температуры лазерного диода
Более высокая стоимость из-за повышенных требований к точности

Драйверы обычных светодиодов, как правило, имеют более простую конструкцию и менее жесткие требования к стабильности выходного тока.

Выбор драйвера для лазерного диода

При выборе драйвера для лазерного диода следует учитывать несколько ключевых параметров:

Максимальный выходной ток (должен соответствовать требованиям лазерного диода)
Диапазон входных напряжений
Тип драйвера (линейный или импульсный)

Наличие защиты от перегрева и короткого замыкания
Возможность регулировки выходного тока
Уровень пульсаций выходного тока
Габариты и способ монтажа

Важно выбирать драйвер, параметры которого полностью соответствуют характеристикам используемого лазерного диода. Использование неподходящего драйвера может привести к нестабильной работе или повреждению лазерного диода.

Перспективы развития драйверов лазерных диодов

Развитие технологий драйверов лазерных диодов идет в нескольких направлениях:

Повышение эффективности и снижение тепловыделения
Уменьшение габаритов при сохранении высокой мощности
Интеграция дополнительных функций (например, цифровое управление, беспроводные интерфейсы)
Разработка специализированных драйверов для новых типов лазерных диодов
Совершенствование схем защиты и повышение надежности

Ожидается, что в будущем драйверы лазерных диодов станут еще более компактными, эффективными и функциональными, что откроет новые возможности для применения лазерных технологий в различных областях.

Как сделать лазер из двд — Самоделки

Вопрос: А че, лазер из DVD-RW реально пакеты прожигает? А далеко светит?

Ответ: Да, причем правильно сделанный лазер может прожечь пакет с нескольких метров! А также зажечь спичку! ну а светит очень далеко! в соответствующую погоду точку видно и на облаках! ночью виден красивый, красный луч.

Вопрос: А какой лазерный диод подойдет?

Ответ: Подойдет ЛД только от пишущего привода! причем:

CD-RW — мощный 100-200мВт ИК лазер 780нм

DVD-Combo (DVD-Drive/CD-recordeble) -слабый красный диод примерно как в китайской указке и мощный 100-200мВт ИК лазер 780нм

DVD-RW — мощный красный ЛД 650нм 150-300мВт и мощный 100-200мВт ИК лазер 780нм

BLU-RAY ROM — сине-фиолетовый диод 405 нм мощностью 15мВт.

BLU-RAY RW — сине-фиолетовый диод 405 нм мощностью 60-150мВт. Светит ярче красного.

Во всех остальных бытовых устройствах (принтеры, мышки, сканеры штрих кода, и т.д.) лазеров достаточной мощности нет! Везде мощность порядка 5мВт.

Вопрос: Каким напряжением диоды питать?

Ответ:Диоды питать нужно не напряжением, а током! иначе его легко убить… Однако есть у диодов такой параметр как падение напряжения и для диодов примерные значения такие:

ИК диод 780нм -2 Вольта

Красный 650нм диод — 3 Вольта

Сине-фиолетовый 405нм диод — 5 Вольт

Вопрос: Какой ток дать диоду 16х? (18х, 20х, 22х)

Ответ: Не знаю! Тут дело риска… Диоды разные бывают, кому как повезет, бывает и 16х диод на 350мА работает, а бывает и 250мА не держит..

В общем кто как рискует, то и получает. В общем ориентировочно рекомендуемые токи токи:

16х — 250 мА

18х — 300 мА

20х — 400 мА

22х — 450 мА

Это все для красных 650нм диодов.

Для ИК диодов все сложнее…

По скоростям записи CD дисков не ориентируюсь, в итоге некоторые люди выставляют ток 120мА и он хорошо светит, мне же попалось пару диодов, которые работают при токе 280мА и выдают более 200мВт излучения.

Вопрос: Как подключить диод? где у него «плюс»?

Ответ:

Вопрос: А я не стал париться и подключил диод прямо к батарейкам пальчиковым! и он светит! пакеты жжет! нафига вы драйвера всякие придумываете??

две минуты спустя

Слушай, че-то диод неярко светить стал, но батарейки вроде не сели еще, что случилось?

Ответ: Вот для этого и придумываем! Чем лучше и надежнее питание, тем дольше проживет наш лазер! Без драйвера ЛД через десяток запусков работать перестанет…

Вопрос: Что такое коллиматор? Линзочка что-ли? А зачем она, это ж лазер вроде…

Ответ: Есть такое заблуждение, что лазер светит обязательно тонким лучом, который не расходится никогда. На самом деле это не так, в случае ЛД, он светит «конусом» то есть как обычный фонарик, добавив линзу мы можем этот конус собрать в тонкий пучек, луч, который и будет прожигать все на своем пути. а линзочка это и есть частный случай коллиматора, устройства которое позволяет преобразовать излучение в луч.

Вопрос: Видел в продаже белые светодиоды на 10 Ватт!!!! Говорят если взять линзу, в точку куда его сфокусируют бумага черная дымится!! Может они лучше лазера то? Можно коллиматор приделать к нему, чтобы белым лучом светить?

Ответ: Нет, нет, нет. Белый свет состоит из суммы всех цветов радуги, а значит каждый из этих цветов будет по разному преломляться в линзе, луч мы никогда не получим…

Вопрос: Как отличить лазер от DVD от лазера от CD?

Ответ: На CD лазере есть маленькая линза, на двд её нет!

Она может быть на радиаторе лазера.

Вопрос: У каких диодов лд в корпусе?

Ответ: Вот «пару» дисководов

Привод	Тип	Тип корпуса ЛД	RED Скорость(x) Ток(мА)	IR Скорость(x) Ток(мА)
ASUS DRW-1608P3S	DVD-RW	TO56	16x 380ма
BENQ DW1650	DVD-RW	TO56	16x
LG Gh30xxxx	DVD-RW	TO56 Open Can	20х 400мА
LG GSA — h30N	DVD-RW	н. д.	250мА
LG Gh32xxxx	DVD-RW	TO56 Open Can	22х 450мА
NEC AD-7173S	DVD-RW	TO56	18x
NEC AD7200S	DVD-RW	Бескорпусный (Open Can?)	20x
NEC ND3520А	DVD-RW	н.д.	16x 260мА
NEC 3540A	DVD-RW	TO56	16x 250ма
NEC AD5170A	DVD-RW	TO56 (Без окошка)	18x 260ма
NEC 3450A	DVD-RW	TO56	н. д.
NEC 3500	DVD-RW	TO56	н.д.
NEC 5200	DVD-RW	пластиковый корпус	400ма
NEC ND4550A	DVD-RW	TO56	н.д.
NEC ND3520А	DVD-RW	TO56	н.д.
NEC ND3550A	DVD-RW	TO56	н.д.
OPTIARC AD7170A	DVD-RW	TO56 Open Can	н.д.
Optiarc Sony/NEC AD-5590	DVD-RW	—	8x 160mA.
Pioneer DVR-112BK	DVD-RW	TO56 Open Can	18х 330мА
Pioneer DVR-215DBK	DVD-RW	TO56 Open Can	20x
Sony CRX320E	CD-RW	TO56	н. д.
Sony DW-Q28A	DVD-RW	TO56	16x
Sony DW-Q30A	DVD-RW	TO56	16x
Sony DW-G120A	DVD-RW	TO56	16x
Sony DW-D22A	DVD-RW	TO56(?)	16x
Sony AD7371A	DVD-RW	TO56	н.д.
Samsung SH-W162	DVD-RW	TO56	16x
Samsung SH-S202	DVD-RW	Бескорпусный	18x
TSST SD-5372	DVD-RW	TO56	16x
ASUS DRW-2014S1	DVD-RW	TO56 Без окошка	20x 370ма
ASUS DRW-1608p	DVD-RW	TO56	16x
ASUS DRW1814BL	DVD-RW	TO56	18x
Lite-On SHW-1635S	DVD-RW	TO56	16x
Lite-On SOHW-1673S	DVD-RW	TO56	16x
Lite-On SOHW-1693S	DVD-RW	TO56	16x
Lite-On SHW-16H5S	DVD-RW	TO56	16x
Philips 1640	DVD-RW	TO56	16x
TEAC DV-W516GB	DVD-RW	TO56	16x
plextor px-716a	DVD-RW	ТО56	164,3 мА	150ма
LiteOne iHAP422	DVD-RW	OpenCan	22×450ма
LiteOne iHAP322	DVD-RW	OpenCan	22×450ма

Вопрос: Какой цвет лазера более мощьный ? Красный, зелёный или синий?

Ответ: очевидно, что зелёный мощностью в 50 мВт такой же мощности, что и красный в 50 мВт

и что к зелёному цвету глаз чувствителен более чем в 4 раза, чем к красному или синему.

Т.е. зелёный в 50 мВт будет виден так же, как красный в 200 мВт. Но при этом 200 мВт красный будет в 4 раза более «горячим»

Вопрос: Что же это такое, драйвер? зачем он нужен? Лампочки же работают и без него!

Ответ: Дело в том, что лазерный диод очень нежный элемент! это не дубовая лампочка, которой не важно чем её питают.

Драйвер лазерного диода (ЛД) это небольшая схема, которая задает режим питания лазера. она следит чтобы ток через ЛД не превышал выставленного уровня. Все дело в том, что ЛД полупроводниковый элемент, а значит жутко нелинейный… то есть ток ЛД возрастает не прямо пропорционально напряжению, а гораздо быстрее! именно поэтому стоит использовать стабилизаторы тока для питания лазерного диода.

Вопрос: Как дешевле диод из привода или покупной?

Ответ: Диоды из привода — это действитльно один из самых дешёвых вариантов красного лазера.

Вопрос: Что такое КПД драйвера?

Ответ: Отношение между мощностью, ушедшей (потреблённой) в нагрузку и отобранной от батареи мощностью.
Это нужно реально измерять приборами, а не прикидывать по спецификации!
Все включаем и проводим замеры, а затем расчет.
Пример расчета:
1. Напряжение на батарее Uб=3,2 В, ток разряда составлял Iб=0,5 А, отобранная от батареи мощность Pб=Uб х Iб= 3,2 х 0,5 = 1,6 Вт;
2. Ток в нагрузку составил Iн=0.45 А, при значении напряжения Uн=3,2 В — потреблённая мощность Pн составит: Pн=Iн х Uн = 0,45 х 3,2 = 1,44 Вт;
3. Теперь найдем КПД: K=Pн/Pб= (1,44/1,6) х 100% = 90 %

Вопрос: А как ток ЛД померить? Физику в восьмом классе проспал…(((

Ответ: Для того, чтобы измерить ток нужен амперметр, ну или мультиметр с возможностью измерения силы постоянного тока. Включаем его на этот режим и вперед. Ток измеряется подключив амперметр последовательно цепи. если лазер сделан по моим рекомендациям, то непосредственно на ногах ЛД стоят конденсаторы, и к ним идут провода. нужно включить амперметр в разрыв например плюсового провода. причем если драйвер простейший, то ток можно измерять замкнув кнопку через амперметр. если же драйвер посложнее, например импульсный, то ток измерять надо прямо рядом с ЛД.

Вопрос: Что такое мощность лазера?

Ответ: В большинстве случаев подразумевается Оптическая мощность лазера. и эта оптическая мощность не равна мощности, подводимой к лазеру. Во всем виноват КПД… Например мы питаем красный лазер током в 500мА, при этом падение напряжения на нем 3Вольта. перемножив, получаем что мощность, которая идет на диод равна 1.5 Ватта. но увы, в свет преобразуется только 20%(для красного лазера) мощности, а все остальное в тепло… в итоге имеем на выходе ЛД мощность в 300мВт.

Вопрос: А че за резистор такой «переменный»? Это для переменного тока что-ли? Вроде диоды постоянным питать надо… непонятно….

Ответ: Гы) переменный резистор это резистор с переменным сопротивлением, реостат как на уроке физики, только поменьше. и никакой связи с переменным током это не имеет!

Вопрос: Тут у тебя в статье везде написано «Ом» эт че такое??

Ответ: Трудный случай. .. Может проще купить? Ответ в учебнике за 8 класс «Физика».

Вопрос: Слушай, ну выдерну я лазер из DVDшника, мне его в розетку сунуть надо чтобы светил и жег?

Ответ: Без коментариев….

Вопрос: Что будет если направить луч лазера обратно в лазер?

Ответ: Он сгорит.

Вопрос: Можно ли сделать из красного лазера зеленый/синий или еще какой нибудь лазер?

Ответ: Нет, нельзя. Только из инфракрасного лазера(808нм) можно сделать с помощью специального кристалла зеленый лазер.

авторство: лазерз.орг

Драйвер для импульсного лазерного диода

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Драйвер лазерного светодиода своими руками

По сравнению со светом обычных светодиодов лазерный свет имеет высокую концентрацию, он имеет более узкий угол обзора. Для подключения лазерного диода к электронной цепи понадобится специальная схема, называемая драйвером лазерного диода. В данном материале будет показано, как самостоятельно собрать простой драйвер лазерного диода на основе LM317.

Драйвер лазерного диода – это схема, которая используется для ограничения тока и затем подачи его на лазерный диод, чтобы он работал должным образом. Если мы напрямую подключим его к источнику питания, из-за потребности в большем токе он может не заработать или даже привести к некоторым повреждениям цепи.

Если ток будет небольшим, лазерный светодиод не будет работать из-за отсутствия достаточной мощности для включения. Таким образом, необходима схема драйвера для обеспечения правильного значения тока, при котором лазерный диод перейдет в рабочее состояние. Простому светодиоду нужен только резистор для ограничения тока, но в случае с лазерным диодом нам нужна правильная схема для ограничения и регулирования тока. Для регулирования мощности в цепи драйвера лазерного диода можно использовать LM317.

Трехвыводная микросхема LM317 представляет собой стабилизатор напряжения. На своем выходе он может выдавать от 1.25 до 37 вольт. Внешний вид LM317 с подписанными выводами представлен на изображении ниже.

LM317 является регулируемым стабилизатором, иными словами можно изменять значение напряжения на выходе в зависимости от потребностей, используя два внешних резистора, подключенных к линии регулировки (Adjust). Эти два резистора работают как цепь делителя напряжения, используемая для увеличения или уменьшения выходного напряжения. LM317 обеспечивает ограничение тока и защиту от тепловой перегрузки.

Схема драйвера лазерного диода на основе стабилизатора напряжения LM317 показана на рисунке ниже.

Ее довольно быстро можно собрать на макетной плате.

Работает схема следующим образом. Когда батарея начинает подавать напряжение, оно сначала протекает через керамический конденсатор (0.1 мкФ). Этот конденсатор используется для фильтрации высокочастотного шума от нашего источника постоянного тока и обеспечивает входной сигнал для LM317. Потенциометр (10 КОм) и резистор (330 Ом), подключенные к линии регулировки, используются в качестве схемы ограничения напряжения. Выходное напряжение полностью зависит от значения этого резистора и потенциометра. Выходное напряжение стабилизатора попадает на фильтр второго конденсатора (1 мкФ). Этот конденсатор ведет себя как балансировщик мощности для фильтрации флуктуирующих сигналов. В итоге можно регулировать интенсивность лазерного излучения, вращая ручку потенциометра.

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Драйвер лазерного светодиода своими руками

Схема драйвера лазерного диода на основе стабилизатора напряжения LM317 показана на рисунке ниже.

Ее довольно быстро можно собрать на макетной плате.

Можно ли считать хорошим портативный лазер, мощность которого падает с разрядом батарей? Лазер, у которого ценный Лазерный Диод(ЛД) почти никак не защищен со стороны питания? Конечно же, нет.

Чтобы ЛД прослужил долго, ему необходимы стабильные параметры питающего напряжения и/или тока. Именно эти задачи возлагаются на специальную схему — драйвер лазерного диода. Все лазерные диоды рекомендуется питать стабилизированным током, хотя некоторые из них (В частности, красные 650нм из дисководов) ведут себя достаточно стабильно и при питании стабильным напряжением. Вы спросите, зачем применять какие-то стабилизаторы напряжения, если можно просто стабилизировать ток? Дело в том, что стабилизаторы тока немного сложнее стабализаторов напряжения. Например, из-за наличия «датчика тока»(о нем речь пойдет чуть ниже). Также при отстутствии нагрузки и защит по превышению напряжения(что опять-таки ведет к усложнению), на выходе такого драйвера напряжение может достигать больших значений (У идеального стабилизатора тока при отстутствии нагрузки напряжение поднялось бы до бесконечности. Но т.к. воздух имеет некоторое сопротивление, рано или поздно возник бы высоковольтный разряд и продолжил бы гореть, а на практике ничего идеального не существует, и раньше возникновения пробоя воздуха случается выход схемы из строя, или в случае невозможности поднятия напряжения выше входного, как в случае линейных схем, оно останавливается на определенном уровне. Но даже в этом случае диод нельзя подключать к работающему драйверу). Из основной выполняемой функции вытекает необходимость применения т.н. «датчика тока». Как правило, им является включенный в разрыв между лазерным диодом и общим проводом низкоомный резистор. Поддерживая напряжение на нем, схема поддерживает ток. Такое решение обладает некоторыми недостатками — обычно минус питания диода оказывается «оторван» от минуса питания схемы. Второй недостаток — потери мощности на токоизмерительном резисторе. В следствии вышеизложенного обычно находят компромисс между стабилизацией тока и напряжения.

Классификация по принципу работы

Теперь рассмотрим два основных типа драйверов при классификации по принципу работы — импульсные и линейные. На вход линейным подается всегда большее напряжение, чем нужно диоду. Разница напряжений тут будет гаситься на силовом элементе — транзиcторе — будет выделяться в виде тепла (Выделяемая тепловая мощность — разница входного и выходного напряжений умноженная на ток в цепи). Естественно, ток на диоде будет уменьшаться при падении входного напряжения ниже значения, равного сумме напряжений на ЛД, минимальномм падением на транзисторе и токоизмерительном резисторе, если это стабилизатор тока. Это касается и линейных интегральных микросхем-стабилизаторов. Для полевых транзисторов минимальное падение составляет десятые и сотые доли вольта, для биполярных — может достигать единиц вольт, обычно около 0.7в. КПД линейных драйверов мал и обычно его не измеряют. Импульсный драйвер лазерного диода — частный случай импульсного преобразователя напряжения. Они преобразуют одно напряжение в другое(есть как повышающие,так понижающие и понижающе-повышающие преобразователи), т.е. входная мощность примерно равна выходной: потери энергии в тепло в них малы — тепло выделяется из-за неидеальности компонентов, т. е. падения напряжения на полупроводниковых переходах силовых ключей и диодов.

Как же работает импульсный драйвер? Посмотрим на упрощенную схему повышающего преобразователя:

В этом преобразователе ключ установлен после дросселя. Когда ключ замкнут, ток от источника протекает через дроссель L, ток через него увеличивается, в нём накапливается энергия. При размыкании ключа ток от источника течёт через дроссель L, диод D и нагрузку. Напряжение источника и ЭДС самоиндукции дросселя приложены в одном направлении и складываются на нагрузке. Ток постепенно уменьшается, дроссель отдаёт энергию в нагрузку. Пока ключ замкнут, нагрузка питается напряжением конденсатора C. Диод D не даёт ему разрядиться через ключ S.

Диод D может быть заменён на еще один ключ, замыкаемый в противофазе к основному ключу. Во многих случаях, особенно в низковольтных стабилизаторах, это позволяет увеличить КПД. Такую схему называют синхронным выпрямителем.

Дополнительную информацию о повышающем преобразователе можно прочитать по ссылке. Также существуют и другие топологии импульсных преобразователей.

Пример линейного драйвера — источник тока на операционном усилителе (по соображениям наглядности схема упрощена, но иллюстрирует смысл):

Про операционный усилитель и принцип его работы можно прочесть тут. Напряжение на резисторе R будет равно напряжению Vin, следовательно, ток, протекающий через ЛД, транзистор и токоизмерительный резистор будет равен отношению Vin к R при достаточном напряжении питания Vcc. Если подавать стабильное напряжение на Vin, то, следовательно ток в нагрузке тоже будет стабилен даже при изменении Vcc. Для этой цели обычно применяют либо слаботочный стабилизатор напряжения, либо стабилитрон, либо специальный источник опорного напряжения. Пример полноценной схемы: http://radiohlam.ru/raznoe/driver_svetodiodov_ou.htm

Пара слов о КПД

Как уже было сказано, КПД линейных драйверов мал и обычно его не измеряют. Рассмотрим измерение КПД импульсного драйвера. Все выглядит очень просто — измерить потребляемые и выходные токи и напряжения, посчитать КПД. Однако, как показывает практика, многие ошибаются уже на этом этапе. Самая частая ошибка новичков — измеряют ток и напряжение поочередно, не придавая значения тому факту, что при измерении тока мультиметром получаются ощутимые потери на проводах и на шунте, обладающих относительно большим сопротивлением. Это вносит значительную погрешность и в ток, и в напряжение (это происходит потому, что на входе драйвера напряжение будет меньше, чем до прибора, или на драйвере при неподключенном в разрыв цепи прибора, а т.к. драйвер импульсный, ток тоже будет отличаться).

Итак, чтобы правильно измерить параметры драйвера, нужно подключить его к источнику питания через низкоомный резистор, порядка 0.1Ом, такой же резистор включить последовательно с диодом. Далее следует все это включить и замерить напряжение на входе драйвера(после резистора), напряжение на резисторе, напряжение на диоде, напряжение на резисторе последовательно с диодом.Теперь найдем потребляемую драйвером мощность:
Pin=Uin * Ures/R,
где Uin- напряжение на входе драйвера, Ures — падение напряжения на резисторе, R — сопротивление резистора. Все напряжения в вольтах, сопротивление — в Омах. Теперь найдем выходную мощность:
Pout= (Uld + Ures)*Ures/R,
где Uld- напряжение на лазерном диоде, Ures — падение напряжения на резисторе, включенном последовательно с ЛД, R — сопротивление этого резистора. Теперь найдем КПД:
КПД= (Pout/Pin)*100%

Измерение тока через диод

Вернемся к измерению тока через диод. Если он питается от стабилизатора тока, достаточно включить в разрыв цепи между диодом и драйвером амперметр. Если же драйвер стабилизирует напряжение — то тут о токе можно судить лишь косвенно, именнов этом заключаетсяеще одначастая ошибка.
Нужно включить в разрыв цепи резистор как можно меньшего сопротивления, померить падение напряжения на нем и разделить на его сопротивление, но ток будет слегка занижен. Чем меньше взять сопротивление резистора — тем точнее результат. Точно можно измерить ток запомнив напряжение на ножках диода, запитав диод от стабилизатора или ограничителя тока и смотреть на ток в цепи, при котором будет то самое падение напряжения на диоде.

Драйвер полупроводникового излучателя Википедия

Драйвер полупроводникового излучателя — электронное устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов, целью которого является регулирование тока инжекции, а также, в некоторых случаях, температуры полупроводниковых излучателей.

Типы полупроводниковых излучателей

Светодиод

Длины волн

Цвет светодиода часто указывают в нм (нанометры), которыми измеряют длину волны света. Светодиоды не являются полностью монохроматичными, а характеризуются шириной спектра. Например, в стандартном зеленом светодиоде точка с наибольшей мощностью — 565 нм, но светодиод излучает свет в диапазоне от 520 до 610 нм. Половина ширины спектральной линии для этого светодиода — около 30 нм. Выпускаются стандартные светодиоды следующих цветов: инфракрасный (более 1100 нм), ближняя часть ИК-диапазона (700-1100 нм), красный (700-640 нм), оранжевый (625-615 нм), желтый (600-585 нм), зеленый (555-520 нм), синий (480-450 нм), фиолетовый (430-395 нм), ультрафиолетовый (395-320 нм) , белый (широкий спектр) и другие.

Мощность

Светодиоды малой мощности^[1]

Так же их называют индикаторными. Их смело можно назвать самым распространенным видом светодиодов. Они небольшого размера (2-20 миллиметров в диаметре). Практически все белые маломощные светодиоды обладают параметрами 20 мА 3,2 В. То есть его мощность – 0,06 Вт. SMD 3528 делается как раз из таких индикаторных светодиодов. А вот SMD 5050 сделаны из соединенных по трое светодиодов. Их мощность – в районе 0,2 ватта.

Мощные светодиоды

У каждого светодиода существует понятие — максимальный рабочий ток. Вот он и определяет максимальную мощность светодиода. При этом его фактическая мощность зависит от тока, на который вы его включите. Для типового китайского «эмиттера» максимальный рабочий ток — 700 мА. Это означает, что его максимальная мощность равна произведению напряжения на ток, то есть примерно 3,7 В*0,7А=2,6 ватта. Фактически при продаже часто округляют до трех ватт. К тому же у недорогих кристаллов падение напряжения выше, и на токе 0,7А может достигать 4-4,5 вольт, а это уже полноценные три ватта. Чем меньше падение напряжения на токе 700 мА, тем экономичнее светодиод.

Типы корпусов

Светодиодная матрица и светодиод для выводного монтажа

Светодиоды, работающие в видимом диапазоне спектра, выпускаются различных размеров и форм, в зависимости от варианта исполнения различаются и области применения светодиодов:

Светодиоды для выводного монтажа
Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD)

Помимо светодиодов в отдельных корпусах, выпускаются светодиодные модули, кластеры, матрицы и индикаторы, состоящие из набора отдельных светодиодов, смонтированных в единый внешний корпус, с возможной заливкой компаундом, либо изготавливаются в монолитных корпусах из эпоксидной смолы.

Применение

все виды световой рекламы^[2] (вывески, щиты, световые короба и др.)
замена неона
дизайн помещений
дизайн мебели
архитектурная и ландшафтная подсветка
одноцветные дисплеи с бегущей строкой
магистральные информационные табло
полноцветные дисплеи для больших видеоэкранов
внутреннее и внешнее освещение в автомобилях, грузовиках и автобусах
дорожные знаки и светофоры

Производители

Стандартный лазерный диод

Длины волн

Весь видимый цветовой спектр примерно выглядит так:

фиолетовый 400-450 нм;
синий 450-480 нм;
голубой 480-510 нм;
зеленый 510-575 нм;
желтый 575-585 нм;
оранжевый 585-620 нм;
красный 620-760 нм.

Мощность

Кривая оптической выходной мощности лазерного диода имеет два различных наклона.^[3] Когда ток ниже порогового значения, устройство работает как светодиод с низким или отсутствующим выходом. Действие лазера проявляется лишь при превышении порога. Пороговый ток обычно находится в диапазоне от 30 до 250 мА, с напряжением смещения от 1,2 до 2 вольт. Практические устройства обычно работают с током от 20 до 40 мА выше порога и могут генерировать выходную мощность света от 1 до 10 мВт в непрерывном режиме и даже больше при пульсировании с низкопроизводительными циклами. Некоторые лазеры работают с выходной оптической мощностью до нескольких сот милливатт.

Типы корпусов

Корпус 9MM используется в лазерах до 2Вт. Это идеальный, дешевый корпус для недорогих лазерных устройств.

TO56 — 5.6мм корпус для очень слабых лазеров (например для лазеров из DVD-RW).

Применение

Каждый тип лазерного диода находит практическое применение^[4], ввиду своих уникальных особенностей. Стоимость маломощных образцов снизилась во много раз, о чём свидетельствует их применение в детских игрушках и указках. Ими оснащают лазерные рулетки-дальномеры, что позволяет одному человеку проводить замер расстояний и сопутствующие вычисления. На красных лазерах основана работа считывателей штрих-кодов, компьютерных манипуляторов и DVD-проигрывателей. Некоторые виды используют в проведении научных исследований и для накачки других лазеров.

Производители

Лазерные диоды инфракрасного диапазона, с волоконным выходом и без.

Инфракрасные лазерные диоды, одночастотные, одномодовые и многомодовые, работающие как в импульсном, так и в непрерывном режимах, с возможностью перестройки по длинам волн в диапазоне от 630 нм до 1120 нм.

Селективные лазерные диоды.

Все виды лазерных диодов и светодиодов, включая CW, VCSEL, импульсные и т.д.

Сильнотоковый лазерный диод

Длины волн

Стандартные длины волн для лазерных диодов высокой мощности: 445, 635, 660, 808, 915, 940, 970, 1060, 1260, 1530, 1750 нм и другие.

Мощность

Мощность таких лазерных диодов варьируется от 1 Вт до 35 Вт и выше.

Лазерный диод в корпусе ТО18

Типы корпусов

Корпус HHL самый большой стандартный корпус для диода. Его размер примерно 3,5 квадратных сантиметра. Предназначен для очень горячих диодов(от 2Вт и выше). Используется в основном в лазерных модулях высокой мощности, а также модифицированная версия данного корпуса используется в оптических каналах связи.

TO3 это 9ти ножковый корпус. В нем могут использоваться диоды до 5Вт, но обычно дело ограничивается 1Вт и 2Вт диодами.

C-mount — это открытый корпус для диодов вплоть до 5Вт(при использовании дополнительного охлаждения).

Корпус T018 отличается тем, что на него очень легко можно установить радиатор, увеличив эффективность пассивного охлаждения. В таком корпусе выполнены некоторые отечественные импульсные лазеры с трансформатором внутри.

Применение

Медицина (терапия, хирургия, онкология, офтальмология, косметология и т. д.)
Накачка твердотельных лазеров
Обработка материалов
Полиграфия
Системы беспроводной оптической связи
Датчики и охранные системы
Автоматика и робототехника
Спектроскопия
Исследования

Производители

Узкополосный термостабилизированный лазерный диод

Длины волн

Несмотря на то, что можно создать полупроводниковый лазер с практически любой длиной волны в диапазоне от ближнего УФ до ближнего ИК, существует стандартный набор длин волн, лазеров, оптимизированный для различных применений.^[5]

Например, накачки твердотельных лазеров и волоконных лазеров, легированных ионами Nd / Yb / Er / Tm (808 nm, 915 nm, 938 nm, 976 nm, 980 nm, 1064 nm, 1470 nm, 1540 nm), рамановской спектроскопии и др.

Мощность

Мощность узкополосных лазерных диодов составляет, как правило, от единиц мВт до 1 Вт. Более мощные диоды имеют плохие характеристики пучка.

Корпус Dual-In-Line

Типы корпусов

Использование данного корпуса обосновано для мощностей более 10 мВт (для различных длин волн это значение заметно варьируется), когда площади поверхности полупроводника недостаточно для отведения тепла. Более эффективный отвод тепла достигается за счёт использования встроенного холодильника Пельтье, отводя тепло на противоположную по отношению к волоконному выходу грань алюминиевого корпуса.

Корпус Dual-Butterfly

Самый распространнёный корпус для лазерных диодов с мощностями от 10 мВт до 800 мВт и более. Основное отличие-преимущество перед DIL-корпусом — более эффективный теплоотвод за счет увеличенной площади контакта элемента Пельтье с корпусом лазерного модуля — основной теплоотводящей поверхностью является нижняя. Для этого электрические выводы были перенесены на боковые грани, что усложняет организацию разъёмного соединения лазерного модуля с платой управления.

Односторонний вариант полного BUTTERFLY корпуса. Из-за вдвое меньшего количества выводов, отсутствует возможность использовать внутренний фотодиод.

Применение

Применяется в научных исследованиях, системах связи, медицине, спектральном анализе, сценическом освещении и т.д. Представляет собой устройство, в котором генерация происходит, как правило, за счет вынужденного излучения фотонов при межзонных переходах электронов в условиях высокой концентрации носителей в зоне проводимости.

Производители

Телекоммуникационный лазерный диод

Длины волн

В системах многочастотной оптоволоконной связи чаще всего используются лазеры с распределѐнной обратной связью (РОС)^[6]. Чтобы стабилизировать длину волны, в районе p-n перехода создаѐтся поперечная насечка, образующая дифракционную решѐтку. Благодаря этой насечке, излучение только с одной длиной волны возвращается обратно в резонатор и участвует в дальнейшем усилении. РОС-лазеры имеют стабильную длину волны излучения, которая определяется на этапе производства шагом насечки, но может незначительно меняться под влиянием температуры. Такие лазеры — основа современных оптических телекоммуникационных систем.

Мощность

Лазерные диоды для оптоволоконных линий связи работают в импульсном режиме, мощность таких диодов небольшая, порядка 10-20 мВт.

Типы корпусов

Модификация HHL корпуса специально для оптических каналов связи.

Модификация T03 корпуса специально для оптических каналов связи.

T0259 — 3х ножный корпус для лазеров вплоть до 5Вт. Используется в недорогих оптических каналах связи.

Применение

Небольшие лазерные диоды позволяют осуществлять быстрое переключение и модуляцию оптической мощности, что позволяет их использовать, например, в передатчиках оптоволоконных линий.

Производители

Суперлюминесцентный диод

Длины волн

В отличие от полупроводниковых светодиодов, в рабочем режиме суперлюминесцентные диоды излучают в режиме суперлюминесценции, то есть усиления спонтанного излучения за счет вынужденного испускания. В результате в СЛД, как и в полупроводниковых лазерах, усиливается спонтанное излучение p-n-перехода светодиода. Полоса испускания суперлюминесцентных диодов (на 2005 год) — 5—100 нм, что больше, чем у полупроводниковых лазеров, но меньше, чем у светодиодов.

Мощность

В слаботочном режиме суперлюминесцентный диод работает как обычный светодиод, при достижении инверсии населённости и выходе на суперлюминесцентный режим мощность излучения резко возрастает. Рабочие плотности тока режима суперлюминесценции у СЛД значительно выше, чем у светодиодов (из-за необходимости обеспечения инверсии заселённости) и у полупроводниковых лазеров (меньший оптический путь усиления из-за отсутствия оптического резонатора). По мощности излучения СЛД приближается к диодному лазеру (на 2005 год — десятки милливатт).

Типы корпусов

Выпускаются чаще всего в корпусах, характерных для лазерных диодов, с выходом излучения через окно или оптоволокно.

14 pin Butterfly
14 pin DIL
9mm TO

Применение

Суперлюминесцентные диоды находят широкое применение во многих областях науки и техники: в волоконных оптических гироскопах, в офтальмологии, в оптической рефлектометрии, в оптических телекоммуникациях, в приборах, нуждающихся в сигнале с низкой временной когерентностью при сохранении высокой пространственной когерентности.

Производители

Классификация драйверов по типу полупроводникового излучателя

Драйвер светодиода

Основной функцией драйвера для светодиодов является обеспечение стабилизированного тока, проходящего через LED-прибор. ^[7] Значение тока, протекающего через кристалл полупроводника, должно соответствовать паспортным параметрам светодиода. Это обеспечит устойчивость свечения кристалла и поможет избежать его преждевременной деградации. Кроме того при заданном токе падение напряжения будет соответствовать величине, необходимой для p-n перехода. Узнать соответствующее напряжение питания светодиода можно воспользовавшись вольт-амперной характеристикой.

Напряжение драйвера на выходе указывается в интервале двух конечных значений, между которыми обеспечивается стабильное функционирование. Существуют адаптеры с интервалом от 3В до нескольких десятков.

Производители

Драйвер стандартного лазерного диода

С электронной точки зрения лазерный диод — это обычный диод, ВАХ которого широко известна. Главной оптической характеристикой является зависимость выходной оптической мощности от тока, протекающего через p-n переход. Таким образом, необходимая часть абсолютно любого драйвера излучающего диода — источник тока. Функционал источника тока (диапазон, стабильность, модуляция и прочее) напрямую задает функционал оптической мощности. Для таких диодов нет необходимости в контроле температуры, а точность стабилизации тока невысокая. Также важным свойством драйвера является тип корпуса лазерного диода, который он поддерживает.

Производители

Драйвер сильнотокового лазерного диода

Драйверы сильнотоковых диодов обеспечивают большой диапазон регулирования тока. Требования к точности невысокие, а охлаждение обеспечивается пассивными элементами.

Производители

Драйвер термостабилизированного лазерного диода

Драйвер узкополосного термостабилизированного лазерного диода

Помимо поддержания нужного уровня средней мощности в лазерах с активным охлаждением драйвер должен обеспечивать управление охладителем. Структурно управление током диода и охлаждением может быть как одним устройством, так и двумя отдельными устройствами. К узкополосным лазерным диодам предъявляются высокие требования к точности контроля тока и температуры.

Производители

Драйвер телекоммуникационного лазерного диода

У телекоммуникационных лазерных диодов небольшой диапазон перестройки тока, драйвер обеспечивает невысокую точность стабилизации тока, контроль температуры не предусмотрен.

Производители

Драйвер суперлюминесцентного диода

Драйверы СЛД обеспечивают невысокие требования к качеству тока, так как СЛД имеют ширину полосы от 5 нм до 100 нм, а центр может принимать значения от 400 до 1700 нм. Сами диоды более хрупкие, их конструкция чувствительна к перепадам тока.

Производители

Примечания

Отладочная плата драйвера сильноточного лазерного диода

EPC9144 – отладочная плата (Рис. 1, Рис. 2) 15-вольтового драйвера, предназначенная для управления лазерными диодами. Изделие позволяет формировать импульсы тока лазерного диода до 28 А с общей шириной до 1.2 нс. Такие возможности отлично подходят для ToF-приложений, поскольку обеспечивают высокое разрешение и высокую скорость обнаружения объекта.

Плата разработана на основе 15-вольтового eGaN FET транзистора EPC2216, соответствующего требованиям стандарта AEC-Q101 для автомобильных приложений. Транзистор управляется драйвером затвора LMG1020 от Texas Instruments. Печатная плата разработана с учетом минимизации индуктивности контура питания при сохранении гибких возможностей подключения нагрузок. Плата EPC9144 включает в себя несколько встроенных пассивных датчиков напряжения и оборудована разъемами MMCX. Кроме того, изделие включает в себя генератор коротких импульсов, способный работать в субнаносекундном диапазоне. По умолчанию плата рассчитана на работу от логики 3.3 В, но она также оснащена как транслятором логического уровня, так и дифференциальным приемником для различных случаев использования. Наконец, плата также может быть использована для других приложений, требующих использования транзистора eGaN FET с опорной землей, например, для усилителей класса E и аналогичных устройств.

Отладочная плата EPC9144 поставляется с дополнительной вставной платой EPC9989 (Рис. 3), имеющей посадочные места под различные лазерные диоды, RF коннекторы и коллекцию других посадочных мест, спроектированных для экспериментов с различными нагрузками.

Использование вставок позволяет монтировать множество различных лазеров или других нагрузок, но при этом использовать EPC9144. Лазерные диоды и никакие другие нагрузки не включены в комплект поставки и должны приобретаться пользователем отдельно.

Применение

Автономные транспортные средства с использованием ToF-технологии
Распознавание лиц
Автоматизация склада
Дроны и картография
Лидарные системы (Lidar – Light Detection and Ranging)

Отличительные особенности:

15-вольтовый сильноточный импульсный лазерный диод
eGaN FET транзистор EPC2216 с опорной землей, управляемый драйвером затвора LMG1020 от Texas Instruments
Несколько вариантов ультрамалоиндуктивного подключения

Страница изделия на сайте производителя.

Драйверы импульсных лазерных диодов (от PICOSECOND до CW)

Что такое драйвер импульсного лазерного диода?

Импульсные драйверы — это специальные источники тока, которые обеспечивают частоту следования импульсов в диапазоне одиночных импульсов примерно до 500 МГц. Они предназначены для обеспечения постоянного уровня тока от 10 миллиампер до 100 ампер. Это источники постоянного тока, которые разработаны и оптимизированы для получения чистых импульсов тока с заданной пользователем амплитудой и с заданным пользователем интервалом повторения импульсов и / или шириной импульса.«Чистый» импульс обычно определяется с точки зрения отсутствия выброса и низкого уровня шума в импульсе. Это почти всегда прямоугольные импульсы / TTL-импульсы. В производстве лазерных диодов аналоговая модуляция обычно относится к синусоидальной форме волны в диапазоне 100 кГц, а «импульсная» обычно относится к прямоугольным импульсам TTL. Их часто выбирают по самой короткой (самой узкой) ширине импульса, которую они могут доставить в лазер.

Их выход на лазер определяется амплитудой тока и параметрами временной развертки импульса.Как правило, они имеют ограничение по перенапряжению и обычно имеют ограничение по току для защиты лазера. Амплитуда выходного тока и параметры времени импульса часто являются единственными параметрами, которые вы можете установить и настроить. Часто параметры времени импульса задаются производителем заранее, и вам необходимо заказать определенную ширину импульса и его повторение. ставка. Обычно вы не видите регулировки выходного напряжения. Производители указывают напряжение с точки зрения полного диапазона, с которым может работать генератор импульсов.Это называется напряжением соответствия. Это доступный диапазон выходного напряжения источника постоянного тока на нагрузку. Это общее количество напряжения, которого будет достигать источник тока, когда он попытается произвести желаемый ток. Некоторые из хорошо известных производителей включают Alphanov, Analog Modules, PicoLAS и Newport.

Выбор лучшей модели для вашего приложения может занять очень много времени. Рынок быстрых импульсных драйверов для лазеров сильно фрагментирован и контролируется небольшим количеством компаний.Мы составили руководство, которое, как мы надеемся, предоставит вам общее представление о наиболее важных факторах, которые следует учитывать при выборе, и список ведущих производителей импульсных драйверов: Как выбрать импульсный лазерный диодный драйвер для вашего приложения »

Важные соображения по спектральному излучению при выборе ширины импульса:

При выборе источника импульсного тока для вашего лазера важно учитывать время отклика того типа лазерного диода, который вы собираетесь использовать.Например, у лазеров, стабилизированных на волоконной брэгговской решетке (ВБР), существует наследственный период времени (запаздывание), необходимый для того, чтобы лазер зафиксировал свой блокирующий элемент Брэгга. Эта синхронизация практически мгновенная для DFB или DBR, но для лазера на основе FBG часто требуется более 100 наносекунд. При импульсном воздействии на лазерный диод, стабилизированный решеткой, первая наносекунда дает широкий спектр излучения, как если бы решетки Брэгга не было. Некоторые поставщики, такие как Lumics, предлагают промежуточное решение, которое предлагает Брэггу ближе к микросхеме, что сокращает задержку времени блокировки до нескольких наносекунд.

Основы проектирования и разработки драйвера лазерного диода

Введение:

Если вы собираетесь начать работать с лазерными диодами, вы, скорее всего, знаете, что у них есть некоторые очень специфические нюансы, позволяющие безопасно управлять ими и контролировать их температуру. Для них требуется специальный набор специально разработанных электронных элементов управления. Этот набор элементов управления объединен для создания так называемого драйвера лазерного диода или источника тока лазерного диода.По сути, эти элементы определяют, как лазер включается и приводится в действие для получения определенной длины волны и выходной мощности. И как это сделать, не повредив лазерный диод. Подробнее »

БЫСТРАЯ НАВИГАЦИЯ:

МАГАЗИН ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ:

Купить все драйверы лазерных диодов »

Shop High Power (> 5 Amp) Драйверы лазерных диодов »

Магазин Печатные платы и OEM-драйверы лазерных диодов »

Краткий обзор лазерных диодов:

Чтобы понять, что такое драйверы лазерных диодов и почему они важны, важно понимать некоторые ключевые особенности устройств лазерных диодов. Эти устройства требуют особого внимания к тому, как они включаются, работают и выключаются. В сети много подробной информации о лазерных диодах. Короче говоря, лазерный диод — это полупроводниковый прибор, сделанный из двух разных материалов. Один из P-материала, другой из N-материала, зажатого вместе. Прямое электрическое смещение через P-N-переход заставляет соответствующие дырки и электроны с противоположных сторон перехода объединяться, испуская фотон в процессе каждой комбинации.Поверхности зоны стыка (полости) имеют до зеркального блеска. Те, кто знаком с теорией лазера, знают, что происходит, когда фотоны прыгают по полированной полости. Электрическое смещение для перехода должно быть стабильным, малошумным, неустановившимся источником свободного тока.

В этой короткой статье содержится основная информация о драйверах лазерных диодов, также называемых источниками постоянного тока, и почему они важны для управления и защиты этих устройств. Он предоставляет общий обзор того, как работают драйверы лазерных диодов, и многие типы драйверов лазерных диодов, доступных в отрасли.

Что такое драйвер лазерного диода? А что такое источник постоянного тока?

Драйвер — это источник постоянного тока. Вот полезное короткое видео на YouTube, в котором объясняются источники постоянного тока и постоянного напряжения, а также почему источники тока предпочтительны для управления лазерными диодами. Если вас оскорбила его простота… приносим свои извинения.

Понимание коэффициентов настройки и эффективности:

Лазерные диоды — это токочувствительные полупроводники.Изменение управляющего тока равно изменению длины волны устройства и выходной мощности. Любая нестабильность управляющего тока (шум, дрейф, индуцированные переходные процессы) повлияет на рабочие характеристики лазерного диода. В частности, они повлияют на выходную мощность и длину волны. Кроме того, на температуру диодного перехода напрямую влияет ток. Текущая нестабильность источника вызовет колебания температуры перехода; выходные характеристики (опять же мощность и длина волны) изменятся.Для того же диода, указанного выше:

Нестабильность управляющего тока напрямую приводит к колебаниям температуры перехода, хотя шкала времени несколько медленнее, чем прямое влияние изменений тока.

Понимание динамического импеданса и прямого напряжения вашего драйвера:

Прямое напряжение на лазерном диоде непостоянно. Он меняется, особенно после пороговой точки. Пороговая точка — это точка, в которой выходная оптическая мощность лазера линейна с входным током возбуждения, мВт / мА.

Для тех из вас, кто все еще помнит расчет, первая производная кривой V-I показывает график динамического сопротивления диода, оно также не является постоянным. Таким образом, вся нагрузочная характеристика лазерного диода непостоянна. Напряжение и сопротивление изменяются в зависимости от тока (и температуры). Итак, как мы узнали из видео об источниках постоянного тока, хороший, стабильный, малошумящий источник тока будет поддерживать постоянный ток независимо от нагрузки, подключенной к его выходу!

Почему не следует использовать настольный источник напряжения:

Источники напряжения (настольные источники питания) увеличивают напряжение при включении, но ток не контролируется. Это не подходит для диодов, требующих постоянного контролируемого тока. Изменение сопротивления источника постоянного напряжения приводит к изменению тока. Если приложение требует постоянной мощности лазера и стабильной длины волны, источник напряжения не будет работать и может подвергнуть лазер риску теплового удара и / или переходных процессов из-за быстрого изменения тока.

Какие основные типы драйверов для лазерных диодов?

На самом общем уровне существует несколько классов или «типов» лазерных драйверов, которые вы обычно слышите.Это: постоянного тока (CW), импульсные (включая QCW), маломощные и мощные драйверы . Постоянный ток — это то, что он заявляет, постоянный выходной уровень во времени, скажем 30 мА, теоретически навсегда, если это необходимо. Импульсные драйверы лазерных диодов представляют собой интересную разновидность, поскольку выходная мощность является функцией времени, а рабочий цикл является лучшим способом ее описания. Рабочий цикл — это время, в течение которого источник тока включен — выходной ток высокого уровня, деленный на общее время импульса (время включения и выключения). Небольшое замечание о временах отключения в источниках тока: они никогда не отключены по-настоящему (то есть нулевой ток), но часто находятся на достаточно низком уровне выхода, при котором выход лазерного диода минимален — значительно ниже порога.В следующем разделе дано общее определение версий этих типов драйверов с низким и высоким энергопотреблением.

Какие стандартные коммерчески доступные уровни мощности доступны для драйверов?

Драйверы «малой мощности» и «высокой мощности» — это общепринятая отраслевая терминология, описывающая величину выходной мощности нагрузки. Однако это немного неправильное название: выходной уровень не выражается в единицах мощности, то есть в ваттах, а выражается в мкА, мА и амперах. В мире мощных импульсных источников тока вы можете увидеть выходной импульс, выраженный в Джоулях, то есть энергии, то есть 1 Вт = 1 Дж / с. В технических паспортах обычно также указывается величина выходного тока и напряжение, вам просто нужно их найти. Драйвер с низким энергопотреблением примерно определяется как от 1 мА до 5 А. Драйвер мощного лазерного диода — 5 А и до 100 А в режиме CW. Это драйверы уровня кВт, доступные в импульсном и QCW-режиме. Это ни в коем случае не стандарты, а просто обобщение, основанное на опыте автора в мире контроллеров лазерных диодов.

Краткий обзор схемы лазерного драйвера:

Следующий шаг — схематическое представление о том, как работает «типичный» источник тока на лазерном диоде.У Wavelength Electronics есть отличное видео, описывающее их текущие конструкции источников. Это хорошая информация в виде блок-схемы, которую легко понять.

Информация, представленная в этом видео, применима ко всем имеющимся в продаже источникам тока лазерных диодов, различия в функциях и характеристиках будут определять производительность и, конечно же, цену.

Конечно, вы можете гораздо глубже понять источники лазерного тока.Есть уровень, на котором вы, возможно, захотите построить свой собственный, здесь вам нужно будет разбираться в электрических схемах и компонентах. Быстрый поиск источников тока лазерных диодов на YouTube приведет к созданию множества собственных источников тока. Для тех из вас, у кого есть особые требования, не удовлетворяемые коммерческими производителями, есть хорошая статья под названием «Высокоустойчивый малошумящий лазерный драйвер тока» от BYU. Он очень подробный, содержит отличные схемы для тех, кто разбирается в электрическом проектировании с математически обоснованными принципами проектирования, а производительность подкрепляется данными и графиками.

Итак, с учетом сказанного, следующий уровень — покупка имеющегося в продаже источника тока.

Каковы типичные диапазоны цен на коммерчески доступные драйверы лазерных диодов?

Вот краткий обзор основных стилей корпусов и ценовых диапазонов имеющихся в продаже источников постоянного и импульсного тока.

»Источники тока уровня IC для монтажа на печатной плате: Это интегральная схема (IC), припаянная непосредственно к печатной плате (PCB).Обычно это источники тока меньшей мощности и базового тока от 10 мА до 500 мА. Вы найдете их в своем DVD-плеере, сканерах штрих-кода, указателях и т. Д. Диапазон цен: от 10 до 100 долларов.

»Драйверы OEM-модулей: Это источники тока, встроенные в небольшой корпус или радиатор; подключения к модулю драйвера требуются для питания переменного или постоянного тока и источников логического управления, а также для подключения к нагрузке. Они доступны в широком диапазоне диапазонов выходного тока, от 50 мА до 100 А.Ценовой диапазон: от 250 до 2500 долларов.

»Настольные драйверы: Это автономные источники тока, которые размещены в корпусе с передней панелью для облегчения управления. Единственные подключения к нему — это вход переменного тока и выход для нагрузки лазерного диода. Они могут быть многофункциональными (управление микропроцессором, низкий уровень шума, высокая стабильность, многодиапазонный) или базовыми (аналоговое управление, одиночный диапазон, включение / выключение), малой или высокой мощностью. Они доступны в импульсном и непрерывном режимах от 100 мА до 100 А и более.Вы найдете их во многих оптических лабораториях, чистых комнатах и т. Д. Диапазон цен: от 1000 до 10 000 долларов

Какая функция наиболее важна? Защита вашего лазерного диода:

Защита лазерного диода, о которой часто забывают, забывают или просто игнорируют. Что ж, вы можете рискнуть и просто использовать любой источник тока или напряжения, но вы рискуете либо повредить очень дорогой лазерный диод в разработке, либо рискуете потерять часы лабораторной работы и устранения неполадок из-за перегоревшего лазера.Диодные лазеры имеют низкую стойкость к тепловому удару. Стратегии защиты, применяемые в большинстве имеющихся в продаже источников тока лазерных диодов, включают способ включения и выключения источника тока (схемы медленного пуска), защиту от сверхтоков (ограничения тока), защиту от переходных процессов, прокладку кабелей и т. Д. Существует отличное примечание по применению от Newport Corp. о защите: защита лазерного диода.

Рассмотрение всех уровней защиты должно быть важным фактором не только в коммерческих источниках тока лазерных диодов, но также в реализации и соблюдении в лаборатории или системе разработки продукции.

И, не забывайте также о контроле температуры … многие критические параметры лазерного диода, включая длину волны, пороговый ток и эффективность, сильно зависят от температуры перехода. Таким образом, для многих приложений требуется очень стабильный контроль температуры.

Какие наиболее важные характеристики следует учитывать при выборе драйвера?

Этот ответ наверняка зависит от области применения диода. Например, к лазерной указке не так много строгих требований по контролю тока, как к диодам, используемым в спектроскопических приложениях, требующих очень узкой ширины линии.В большинстве исследовательских приложений, где вы собираетесь потратить от сотен до нескольких тысяч долларов на источник тока лазерного диода, наиболее важными характеристиками являются: защита от скачков и переходных процессов по току и напряжению, плотность тока шума и долговременная стабильность. Несомненно, есть много других важных функций, но вам нужен источник постоянного тока, прежде всего, чтобы оптимизировать и защитить лазерный диод для конкретного применения.

Еще одно замечание об атрибутах, хотя и не упомянутых в первой тройке, текущий диапазон, конечно, важен.Но помимо очевидной причины, вот почему: если вы покупаете источник тока с диапазоном 2 А, а диоду требуется только 50 мА, обратите внимание на разрешение источника тока, оно зависит от общего выходного диапазона. Точность вывода также зависит от диапазона, если это важно для приложения. Обратите особое внимание на спецификации производителя для этих спецификаций. Найдите технические примечания или спросите производителя, как они определяются, измеряются и проверяются.

Кто делает драйверы для лазерных диодов?

Теперь у вас есть основа, которая поможет вам начать поиск конкретного драйвера источника тока для вашей лаборатории.Вы можете посетить наш указатель драйверов для лазерных диодов, чтобы сравнить цены и технические характеристики многих ведущих мировых производителей. Эти компании предлагают широкий спектр маломощных, высокомощных, непрерывных и импульсных драйверов лазерных диодов, богатых функциями и производительностью.

Модули драйверов и электроника для работы импульсных лазерных диодов

Драйверы импульсных лазерных диодов — два типа

Драйверы

PLD обеспечивают простую и надежную работу импульсных лазерных диодов.

Два типа

Компактные драйверные модули LSP40 серии имеют герметизированную электронику с торчащими только соединительными контактами. Для этих модулей доступны так называемые оценочные платы, которые позволяют работать даже без каких-либо знаний или опыта работы с электроникой.

Серия LDP-V — это печатная плата драйвера, которая просто подключается к импульсному лазерному диоду. Доступен соответствующий интерфейс для управления платой драйвера.

LSP40 Драйвер лазерного диода

ЛАЗЕРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ Серия LSP40 представляет собой недорогой модуль драйвера plug & play, используемый для точного управления импульсными лазерными диодами (PLD). С помощью всего двух резисторов пользователь может регулировать как рабочий ток (и, следовательно, мощность лазера), так и длину импульса. Все, что требуется модулю, — это рабочее напряжение +12 В постоянного тока и внешний сигнал запуска.

Оценочная плата

Также доступна оценочная плата.Оснащенный двумя потенциометрами, можно регулировать как мощность импульса, так и длину импульса.

Серия LDP-V

Новая серия LDP-V предоставляет множество возможностей для безопасной работы импульсных лазерных диодов с различными уровнями мощности и импульсами нс.

Очень маленькие и недорогие источники импульсов были оптимизированы для частот повторения от одиночного импульса до диапазона МГц. Необходимо учитывать только рабочий цикл применяемого импульсного лазерного диода.Различные корпуса TO, доступные для PLD, можно без проблем подключить к печатной плате. Таким образом, установка очень проста в эксплуатации. Для этого требуется только напряжение питания + 12-15 В и сигнал запуска. Внешние компоненты, такие как, например, интерфейсы управления, не требуются. Благодаря модулям драйверов импульсными лазерными диодами можно управлять так же легко, как и их аналогами в непрерывном режиме.

Приложения

Комбинацию PLD и модулей драйверов можно найти в оптических измерениях (лидары, лазерные пистолеты, сканеры), в оптическом сканировании данных (сканеры штрих-кода) и в медицинской технике.

Импульсный драйвер лазерного диода очень модульный и простой в использовании. Драйвер импульсного лазерного диода с высокими характеристиками

Этот импульсный драйвер лазерного диода с высокими характеристиками и встроенным контроллером TEC генерирует любой импульсный или непрерывный оптический сигнал от 1 наносекунды до CW.

CCS — очень компактный и модульный модуль, который может поставляться с монтажными гнездами для лазерных диодов типа бабочка или без них. Оптимизированный для работы в режиме однократного или непрерывного излучения с длительностью импульса до 1 наносекунды, драйвер импульсного лазерного диода со встроенным контроллером TEC подает точные импульсы, которые генерируются внутри встроенным генератором импульсов или по запросу от внешнего TTL сигнал.

Это самое компактное устройство с такими характеристиками, что делает его идеальным инструментом для интеграции OEM в ваш продукт.

Эти продукты теперь предлагает Aerodiode, — новая дочерняя компания ALPhANOV . Менеджер по продукту готов ответить на любой технический или коммерческий вопрос.

Код продукта: CCS

Основные характеристики

Ширина импульса, задаваемая пользователем от 1 нс до непрерывного
Встроенный контроллер ТЕС
Частота повторения до 4 МГц (дополнительно 250 МГц)
Время нарастания до 500 пс
Пиковый ток до 1500 мА (опция 3500 мА)
USB, ручная и аналоговая (0-5 В) регулировка пиковой мощности сигнала
Интеллектуальное управление (интерфейс USB)

Программное обеспечение с графическим интерфейсом пользователя позволяет пользователю полностью контролировать все функции модуля. Он включает несколько библиотек для интеграции программного обеспечения ( Labview VI, DLL, Hexa, Python и т. Д.).

Этот импульсный драйвер лазерного диода работает отдельно или последовательно с другими продуктами из нашего ассортимента, такими как:

На этой модульной платформе можно быстро разработать сложные системы, такие как волоконные лазеры.

Технические характеристики

	Стандартная версия	л.с. (высокая мощность)	UHP (сверхвысокая мощность)	HPP (высокая импульсная производительность)	Shaper (форма импульса пользовательского дизайна)
Выходной ток (импульсный режим)	1.5 А	3,5 А	9 А	4 А	1,6 А
Выходной ток (режим CW

Laser Drivers | Analog Devices

Некоторые файлы cookie требуются для безопасного входа в систему, а другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы Рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта.Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить
Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:
Строго необходимые файлы cookie:
Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
Аналитические / рабочие файлы cookie:
Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
Функциональные файлы cookie:
Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт.Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
Целевые / профилирующие файлы cookie:
Эти файлы cookie регистрируют ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам.Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Отклонить файлы cookie
RP Photonics Encyclopedia — драйверы лазерных диодов, контроль тока, режим постоянной мощности, настройка длины волны, защитные функции, безопасность, блокировки, контроль температуры, мониторинг, модуляция, компьютерное управление
Энциклопедия> буква L> драйверы лазерных диодов
можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:
Найдите более подробную информацию о поставщиках в конце этой статьи энциклопедии или посетите наш
Вас еще нет в списке? Получите свою заявку!
Определение: электронные источники тока для одного или нескольких лазерных диодов
Альтернативный термин: контроллеры лазерных диодов
немецкий: Laserdiodentreiber
Категории: фотонные устройства, лазеры
Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу
Автор: Dr.Rüdiger Paschotta
Драйверы лазерных диодов — это электронные устройства, которые используются для подачи на один или несколько лазерных диодов необходимого электрического тока возбуждения. Большинство из них получают электроэнергию от сети общего пользования, но есть также устройства с батарейным питанием.
Основные функции
Во многих случаях драйвер диода просто должен обеспечивать постоянный рабочий ток, что приводит к непрерывной работе лазера с приблизительно постоянной оптической выходной мощностью. Из-за высокой нелинейности вольт-амперных характеристик лазерных диодов с малым дифференциалом импеданс (высокий d I / d V ) (см. рисунок 1), который также существенно зависит от температуры перехода, обычно недостаточно приложить определенное постоянное напряжение; вместо этого необходимо стабилизировать электрический ток путем автоматической регулировки приложенного напряжения. Этот режим постоянного тока является функцией так называемого источника тока . При увеличении температуры устройства кривая на рис. 1 смещается вправо; тогда для того же тока требуется более низкое напряжение.Если вместо этого поддерживать постоянное напряжение, ток может существенно возрасти, что еще больше повысит температуру перехода. Это может даже привести к ситуации убегания, когда лазерный диод выйдет из строя, если ток не ограничен.
Обратите внимание, что ток возбуждения, а не напряжение, определяет скорость, с которой электрические носители вводятся в переход лазерного диода. Следовательно, выходная оптическая мощность сильно связана с током возбуждения и в меньшей степени — с напряжением возбуждения.
Рисунок 1: Зависимость тока от приложенного напряжения для лазерного диода с длиной волны 808 нм. Для тока 1,2 А, необходимого для номинальной выходной мощности 1 Вт, необходимое напряжение составляет примерно 1,8 В. (Для сравнения, энергия фотона для 808 нм составляет 1,53 эВ.)
Для предотвращения повреждения лазерного диода важно избегать чрезмерных управляющих токов; даже короткие всплески тока могут повредить лазерный диод, например в виде катастрофического оптического повреждения из-за чрезмерной оптической интенсивности в качестве выходной грани диода.В частности, если драйвер лазерных диодов не предназначен для диодов с определенным максимальным током возбуждения, он должен иметь отдельный элемент управления, где можно регулировать максимальный ток возбуждения, а установленный предел должен соблюдаться любыми другими элементами управления, например тот, который регулярно используется для регулировки тока привода. (Когда достигается предел тока, ток может быть ограничен до предельного значения или отключен до тех пор, пока пользователь не активирует устройство, например, нажав кнопку.) Таким образом, можно значительно снизить риск того, что пользователь случайно потянет ручку питания слишком далеко; особую осторожность следует проявлять только тогда, когда установлен текущий предел.
В некоторых случаях лазерные диоды намеренно перегружены, т. Е. Работают с током возбуждения, превышающим рекомендованный максимум. Таким образом можно добиться увеличения выходной мощности, но за счет сокращения срока службы лазера и, возможно, даже с риском мгновенного повреждения.
Очевидно, драйвер лазерного диода должен быть относительно невосприимчивым к внешним воздействиям, таким как скачки напряжения в электрической сети или переходные процессы тока, возникающие из-за неисправных электрических контактов.
Различные уровни мощности
Лазерные диоды и, следовательно, драйверы для лазерных диодов доступны в очень широком диапазоне мощностей. Некоторые маломощные диоды требуют управляющих токов, например, не более 20 мА, тогда как мощные диодные линейки могут работать с токами возбуждения в несколько десятков ампер. В случае мощных диодных драйверов представляет интерес наличие импульсного источника питания и соответствующей управляющей электроники с высокой эффективностью преобразования мощности — не только для экономии электроэнергии, но и для ограничения количества отходящего тепла, которое обычно требуется. рассеиваться с помощью дополнительных средств, таких как вентилятор или система водяного охлаждения.
Если система содержит несколько лазерных диодов, в принципе, для каждого из них используется отдельный драйвер. Однако до тех пор, пока не требуется независимое управление мощностью этих диодов, проще, удобнее и экономичнее использовать несколько диодов с одним драйвером диодов. Обычно лазерные диоды подключаются последовательно, поскольку это гарантирует, что все они работают с одинаковым током возбуждения; если они будут подключены параллельно, самый горячий диод может потреблять большую часть тока и, таким образом, стать еще горячее. Кроме того, параллельные соединения могут привести к чрезмерным токам возбуждения в электрических кабелях и разъемах, а также к снижению эффективности драйвера, тогда как более высокие напряжения часто не являются проблемой. Для случаев с очень большим количеством лазерных диодов можно сгруппировать диоды в пакеты, где есть последовательное соединение диодов в каждом корпусе, и разные пакеты управляются отдельными выходными каскадами драйвера (с отдельной стабилизацией тока). . Очевидно, что переходное кольцо используемых лазерных диодов (например,г. общий катод или общий анод) должны подходить к разъемам используемого драйвера лазерного диода.
Часто рекомендуется не использовать драйвер лазерного диода, который рассчитан на гораздо более высокий ток возбуждения, чем требуется. Даже если может быть установлен надлежащий предел тока, точность установленного рабочего тока в противном случае может быть хуже, токовый шум может быть выше, а защита от переходных процессов может быть недостаточно чувствительной для маломощного диода.
Дополнительные функции
Помимо указанных основных функций, драйверы лазерных диодов могут предлагать ряд дополнительных функций:
Системы блокировки
Очень часто драйвер диода имеет некоторую систему блокировки, которая может выключить лазер в случае обнаружения определенного условия безопасности — например, при открытии корпуса устройства.Может быть очень полезно иметь несколько блокировочных соединений для реализации дополнительных функций безопасности. Некоторые из них могут лечить такие состояния, как недостаточный поток охлаждающей жидкости в чиллере, чтобы избежать дефектов оборудования.
Режим постоянной мощности
Существуют устройства, которые могут стабилизировать выходную оптическую мощность (, режим постоянной мощности, ) на основе сигнала от фотодетектора, который может быть интегрирован в корпус лазерного диода. (Это особенно часто случается с лазерными диодами с волоконной связью.) Конечно, нельзя превышать определенный максимальный ток привода; в противном случае лазерный диод может выйти из строя из-за ошибочного сигнала фотодетектора. Часто можно переключаться между режимом постоянного тока и режимом постоянной мощности.
Выходы электрического контроля
Могут быть электрические выходы, например подача напряжения, пропорционального току лазерного диода или контролируемой оптической мощности, возможно, с функцией калибровки.
Защитные элементы
Необходимо контролировать приложенное напряжение, и при обнаружении необычного рабочего напряжения устройство может выключить диод, чтобы предотвратить повреждение.Если несколько лазерных диодов работают последовательно, внезапное падение напряжения может указывать на выход из строя одного из диодов, и тогда может быть целесообразно исследовать ситуацию, прежде чем другие лазерные диоды также будут разрушены. Кроме того, это полезно, если драйвер распознает неправильный опрос диода, потому что он может быть поврежден чрезмерным обратным напряжением.
Для защиты от переходных процессов кабели диода не должны просто отсоединяться при выключении, а должны быть электрически соединены вместе (закорочены), чтобы электростатические разряды не могли создавать напряжение на выводах.
Контроль и мониторинг температуры
Некоторые устройства имеют встроенный регулятор температуры, например, привод элемент Пельтье на основе сигнала какого-либо датчика температуры. Даже без функции стабилизации температуры может быть полезно контролировать температуру перехода для выключения лазера до того, как он станет слишком горячим. В качестве альтернативы можно контролировать длины волн излучения, которые чувствительно реагируют на изменения температуры, если не используется оптическая стабилизация длины волны, например.г. на основе оптической обратной связи от объемной брэгговской решетки.
Кроме того, целесообразно контролировать внутреннюю температуру электронного устройства драйвера, так как перегрев, например, из-за заблокированного потока воздуха или воды может повредить драйвер и, возможно, дополнительно лазерный диод (ы).
Работа с низким уровнем шума
Некоторые драйверы предназначены для работы с особенно низким токовым шумом. Это может быть важно, например, при возбуждении лазеров для чувствительных оптических измерений.Работа с низким уровнем шума в основном предлагается для маломощных устройств.
Функция медленного пуска и задержка включения
В частности, для мощных лазерных диодов может быть полезно ограничить скорость, с которой ток может увеличиваться и уменьшаться ( функция медленного пуска ), поскольку это снижает внутреннее механическое напряжение, связанное с изменениями температуры. Кроме того, в качестве меры безопасности часто используется задержка включения; люди в комнате предупреждаются о приближающемся лазерном излучении до того, как оно фактически включено.
Настройка длины волны
Квазинепрерывный волновой режим
Некоторые драйверы подходят для квазинепрерывной работы ( QCW mode ). Это означает, что они могут подавать импульсы тока с регулируемой продолжительностью, например. от 1 мкс до 10 мс, которые могут запускаться внешними электрическими сигналами или встроенными часами. Возможный пиковый ток может быть намного выше тока, который драйвер может подавать непрерывно или который лазерный диод может выдерживать непрерывно.
Генерация коротких и ультракоротких импульсов
Это специализированные драйверы для генерации наносекундных или пикосекундных импульсов, например переключением усиления. Здесь особенно важно выбрать подходящий лазерный диод и правильно отрегулировать параметры подаваемых импульсов тока.
Модуляция тока
В других случаях драйвер лазерного диода допускает другой вид модуляции подаваемого тока. Это можно сделать в самых разных формах. Например, входной сигнал TTL может использоваться для включения или выключения тока.В других случаях аналоговый входной сигнал добавляется к базовому текущему набору с помощью элементов управления. Драйверы могут очень сильно различаться по ширине полосы модуляции и глубине модуляции.
Модуляция тока часто доступна только в режиме управления током, то есть не в сочетании со стабилизацией выходной мощности. Это связано с тем, что ограниченная ширина полосы обратной связи стабилизирующего круга сильно ограничивает возможную ширину полосы модуляции.
Компьютерное управление
Драйвер диода может управляться компьютером, подключаться e.г. через USB, GPIB или последовательный интерфейс, такой как RS-232. Он может получать входные данные, например относительно запрошенного тока привода и выдачи выходов, например относительно достигнутой оптической выходной мощности или необходимого напряжения на диоде.
Различные типы драйверов диодов
Некоторые драйверы для лазерных диодов изготавливаются как инструменты специально для использования в лабораториях. Здесь пользователь обычно имеет прямой доступ к устройству и его элементам управления, которые обычно включают в себя различные ручки, кнопки и переключатели, например.г. для регулировки тока диода или временного отключения. Лабораторные драйверы диодов обычно имеют переднюю панель с цифровым дисплеем для тока диода, возможно, также для других величин, таких как приложенное напряжение или температура диода, если последняя может быть измерена с помощью встроенного датчика температуры. Такие устройства часто не предназначены для конкретного типа лазерных диодов, но имеют повышенную гибкость для использования различных диодов. Это означает, что могут применяться разные максимальные напряжения и токи.
Некоторые устройства имеют стандартный корпус для установки в стойку, где их можно комбинировать с другими электронными устройствами.
Наконец, существуют модули драйверов для интеграции в другие устройства (например, установленные на радиаторе шасси) и продающиеся как OEM-пакеты, если они не производятся производителем системы. Часто они имеют только электронные интерфейсы для взаимодействия с другими частями системной электроники, а не напрямую с пользователем лазерного устройства. Они часто используются в больших количествах и доступны по более низким ценам.
Дополнительные примечания
Лазерные диоды
, как правило, не подходят для «горячего подключения»: их следует подключать или отключать только при выключенном драйвере диода, и необходимо принимать соответствующие меры, чтобы избежать повреждения электростатическим разрядом (ESD). Например, можно укоротить контакты диода перед отсоединением проводов от драйвера.
Перед использованием диодного драйвера в какой-либо более крупной системе следует проверить, не могут ли возникнуть проблемы из-за неправильного заземления.Некоторые драйверы диодов имеют один выходной контакт, подключенный к корпусу и к заземлению, и могут затем мешать дополнительному заземлению на других устройствах. Даже если один и тот же вывод подключен к заземлению в разных местах, проблемы могут возникнуть из-за «контура заземления», в котором магнитные поля могут вызывать мешающие токи.
Вопросы и комментарии пользователей
Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они будут отображаться над этим абзацем вместе с ответом автора.Автор принимает решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.
Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его. (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.
Отправляя информацию, вы даете согласие на потенциальную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами.(Если позже вы откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала рассматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.
См. Также: лазерные диоды, диодные лазеры, лазерная безопасность
и другие товары в категориях фотонные устройства, лазеры
Если вам нравится эта страница, поделитесь ссылкой с друзьями и коллегами, например через соцсети:
Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности!
Код для ссылок на других сайтах
Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например,г. ваш веб-сайт, социальные сети, дискуссионный форум, Википедия), вы можете получить здесь необходимый код.
HTML-ссылка на эту статью:
Статья о драйверах лазерных диодов в Энциклопедия фотоники RP
С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):
alt =" article ">
Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:
* [https://www.rp-photonics.com/laser_diode_drivers.html , статья «Драйверы лазерных диодов» в энциклопедии RP Photonics]
.