Драйвер для лазера. Драйверы лазерных диодов: принцип работы, типы и характеристики

Что такое драйвер лазерного диода. Как работает драйвер лазерного диода. Какие бывают типы драйверов лазерных диодов. Какие основные характеристики драйверов лазерных диодов важны при выборе.

Содержание

Что такое драйвер лазерного диода и как он работает

Драйвер лазерного диода — это электронное устройство, которое обеспечивает стабильное питание и управление работой лазерного диода. Основные функции драйвера лазерного диода включают:

  • Подачу стабильного тока на лазерный диод
  • Защиту лазерного диода от перегрузок по току
  • Модуляцию выходного излучения лазера
  • Стабилизацию мощности излучения
  • Защиту от электростатических разрядов

Принцип работы драйвера лазерного диода основан на использовании источника тока с обратной связью. Упрощенная структурная схема драйвера включает следующие основные блоки:

  • Источник тока для питания лазерного диода
  • Схему управления током
  • Цепь обратной связи (по току или оптической мощности)
  • Схемы защиты и модуляции

Система управления драйвера поддерживает заданный пользователем ток через лазерный диод, обеспечивая стабильную работу лазера. При этом возможна работа в режиме стабилизации тока или оптической мощности.


Основные типы драйверов лазерных диодов

Драйверы лазерных диодов можно классифицировать по нескольким критериям:

По конструктивному исполнению:

  • Лабораторные приборы — имеют органы управления, дисплей, интерфейсы для подключения к ПК
  • OEM-модули — компактные устройства для встраивания в оборудование
  • Компоненты — микросхемы и печатные платы для монтажа на плату пользователя

По режиму работы лазерного диода:

  • Драйверы непрерывного режима
  • Импульсные драйверы
  • Универсальные драйверы

По методу стабилизации:

  • С стабилизацией тока лазерного диода
  • С стабилизацией оптической мощности (по фотодиоду)

Выбор типа драйвера зависит от конкретного применения и требований к лазерной системе.

Ключевые характеристики драйверов лазерных диодов

При выборе драйвера лазерного диода важно учитывать следующие основные параметры:

  • Диапазон выходного тока
  • Максимальное выходное напряжение
  • Стабильность тока и шумы
  • Скорость нарастания тока
  • Полоса модуляции
  • Диапазон рабочих температур
  • Защитные функции
  • Интерфейсы управления

Рассмотрим подробнее некоторые важные характеристики драйверов лазерных диодов:


Стабильность тока

Стабильность выходного тока драйвера напрямую влияет на стабильность мощности излучения лазерного диода. Обычно указывается в процентах или ppm (частей на миллион) от максимального тока. Типичные значения составляют 0.01-0.1% для лабораторных приборов и 0.1-1% для OEM-модулей.

Полоса модуляции

Определяет максимальную частоту модуляции выходного тока драйвера. Для аналоговой модуляции обычно указывается частота по уровню -3 дБ. Типичные значения составляют от единиц кГц до десятков МГц в зависимости от типа драйвера.

Защитные функции

Современные драйверы лазерных диодов имеют встроенные схемы защиты от:

  • Превышения максимального тока
  • Перенапряжения
  • Перегрева
  • Электростатических разрядов
  • Обратной полярности включения

Наличие этих функций значительно повышает надежность работы лазерной системы.

Режимы работы драйверов лазерных диодов

Драйверы лазерных диодов могут работать в двух основных режимах:

Режим стабилизации тока (СС — constant current)

В этом режиме драйвер поддерживает заданное значение тока через лазерный диод. Преимущества:


  • Простота реализации
  • Высокое быстродействие
  • Возможность работы без фотодиода

Режим стабилизации мощности (CP — constant power)

Драйвер поддерживает постоянную оптическую мощность лазера по сигналу с фотодиода. Преимущества:

  • Компенсация изменений эффективности лазера
  • Стабильная выходная мощность
  • Компенсация старения лазера

Многие современные драйверы позволяют работать в обоих режимах с возможностью переключения.

Применение драйверов лазерных диодов

Драйверы лазерных диодов находят широкое применение в различных областях науки и техники:

  • Волоконно-оптические системы связи
  • Лазерная обработка материалов
  • Медицинское оборудование
  • Системы лазерной локации и дальнометрии
  • Научные исследования
  • Полупроводниковая промышленность
  • Измерительное оборудование

В каждой области применения к драйверам предъявляются специфические требования по мощности, стабильности, быстродействию и другим параметрам.

Как выбрать драйвер лазерного диода

При выборе драйвера лазерного диода необходимо учитывать следующие факторы:


  • Параметры используемого лазерного диода (ток, напряжение, мощность)
  • Требуемый режим работы (непрерывный/импульсный)
  • Необходимость модуляции и ее параметры
  • Требования по стабильности и шумам
  • Условия эксплуатации (температура, влажность)
  • Требования по габаритам и интерфейсам
  • Бюджет проекта

Правильный выбор драйвера позволяет обеспечить оптимальные режимы работы лазерного диода и максимальную эффективность лазерной системы в целом.

Заключение

Драйверы лазерных диодов являются ключевым элементом любой лазерной системы на основе полупроводниковых лазеров. Они обеспечивают стабильную работу лазерного диода, защиту от повреждений и возможность управления параметрами излучения. Правильный выбор драйвера с учетом особенностей применения позволяет реализовать все преимущества полупроводниковых лазеров в различных областях науки и техники.


Проект — DLM-DR. Универсальный лазерный драйвер

Универсальный драйвер лазерного диода, совмещающий в себе прецизионный источник тока и контроллер термоэлектрического модуля, охлаждающий лазерный диод.

СпецификацииОписаниеОпцииFAQСферы примененияВидео

Лазерный драйвер DLM-DR
Электрические характеристикиПримечания
Источник тока лазерного диода (ЛД)
Напряжениедо 10 В
Диапазон тока ЛД0.1 – 10 A
Точность установки тока0.01 A0.1 A без использования программы
Шум тока ЛД< 20 мА СКЗ
Точность измерения тока0.05 A0.1 A без использования программы
Контроллер термоэлектрического модуля (ТЭМ)
Максимальный ток ТЭМ10 A
Температурная стабильность ТЭМ, 1 ч. 0.1 °C
Тип датчика контроллера ТЭМТермистор, линейныйтолько NTC 10K
Встроенные защиты
Минимальное время нарастания тока ЛД10 мснастройка при помощи ПО. Максимальное время не ограничено
Настраиваемые пределы по току ЛДестьнастройка при помощи ПО
Защита от переходных процессовесть
Защита от низкого напряжения ЛД
есть
Защита от перенапряжения ЛДестьнастройка при помощи ПО
Защита от перенапряжения ТЭМестьнастройка при помощи ПО
Защита от превышения тока ТЭМестьнастройка при помощи ПО
Защита от перегрева ТЭМестьнастройка при помощи ПО
Блокировка при отключении чиллераестькабель нестандартной длины – по запросу
Размеры (Д x Ш x В), разъемы
Блок драйвера290 x 200 x 80 мм
Длина кабеля до ЛД1. 8 мкабель нестандартной длины – по запросу
Интерфейс для подключения к ПК
USB
Охлаждение
Максимальное рассеиваемое тепло20 Вт
Требования к электропитанию и помещению
Температура воздуха15 – 30 °C
Относительная влажность< 80%, без образования конденсата
Питаниеоднофазное; 100 – 240 В AC; 50/60 Гц
Потребление< 200 Вт

Стандартные опции, поставляемые с драйвером DLM-DR:

— Пакет сервисных утилит
— Программное обеспечение (ПО) для управления блоком при помощи ПК Windows
— Примеры исходного кода, набор средств разработки приложений (SDK) (по запросу)

DLM-DR является компактным универсальным драйвером лазерного диода, совмещающим в себе прецизионный источник тока и контроллер термоэлектрического модуля, охлаждающего лазерный диод.

Драйвер предназначен для работы в режиме стабилизации тока лазерного диода вблизи произвольного значения в диапазоне от 100 мА до 10 А. Это позволяет использовать драйвер с диодами, имеющими на своём выходе десятки ватт оптической мощности, в том числе диодами, требующими напряжения питания вплоть до 10 В. Устройство оснащено разветвлённой системой защиты питаемого диода, в том числе: от перенапряжения, перегрева, импульсных помех, подачи на диод и термоэлектрический модуль величины тока, выходящей за заданные пользователем пределы, а также схему «плавного пуска» с настраиваемыми параметрами и схему интеграции с внешней системой охлаждения (чиллером) с соответствующей блокировкой.

Драйвер может управляться как непосредственно при помощи сенсорного экрана и пары кнопок, расположенных на лицевой панели корпуса, так и удалённо, при помощи компьютера под управлением операционной системой Windows и специального программного обеспечения. Программное обеспечение предоставляет доступ к расширенным настройкам устройства, позволяет пользователю задать такие параметры работы диода, как:

— напряжение питания диода

— температура диода

— параметры для обратной связи по температуре диода

— предельно допустимые величины тока через диод и термоэлектрический модуль

— скорость выхода тока питания диода на заданное значение

Устройство предусматривает два равноценных, независимо программируемых режима работы (например, «юстировочный» и «основной»), переключение между которыми в дальнейшем возможно при помощи сенсорного экрана на передней панели устройства.

Драйвер может поставляться в OEM-исполнении, в комплект которого включается опциональный SDK для разработки сторонних программ управления устройством, а также набор утилит для настройки и отладки прибора.

Версия драйвера без контроллера термоэлектрического модуля.

Набор средств для разработки приложений (SDK) для управления драйвером и примеры реализации исходного кода.

Кабель блокировки при аварийной остановке системы охлаждения (чиллера), имеющий нестандартную длину и/или цоколёвку.

Соединительный кабель нестандартной длины.

Корпус-держатель лазерного диода с водяным или термоэлектрическим охлаждением.

Также рекомендуем

Новости

28.07.2020

Наша команда инженеров нарастила выходную мощность лазеров серии TiF-100 до более чем 3 Ватт на 800 нм, 80 МГц при длительности импульса менее 100 фс. Диапазон перестройки такой системы был расширен до 720-950 нм, по запросу также возможен более длинноволновый диапазон 850-1040 нм. В систему интегрирован высокомощный малошумящий лазер накачки. Такая система хорошо подойдет для самых требовательных […]

02.09.2019

Инженерами нашей компании и сотрудниками Института синхротронных исследований в Ереване (CANDLE) была произведена установка и наладка фемтосекундного титан-сапфирового осциллятора TiF-100ST-F6 со встроенным лазером накачки и блоком фазовой привязки частоты следования импульсов лазера к опорному РЧ сигналу ALock. Установка была разработана и внедрена в производство благодаря совместному российско-армянскому проекту, поддержанному Фондом содействия развитию малых форм предприятий в […]

Видео

Драйверы лазерных диодов AeroDIODE — заказать оборудование в INSCIENCE

Главная / Производители / AeroDIODE / Драйверы лазерных диодов AeroDIODE

 

 

Подходит для диодов в корпусе «бабочка»

Минимальный уровень шума, известный индустрии

Выходной ток: 0. 00 мА – 2500.00 мА

Этот драйвер лазерного диода обладает пониженным шумом, сравнимым по уровню с LED-драйверами, работающими от батареек. Это самый компактный малошумящий драйвер лазерного диода с высокими рабочими показателями.

 


Приложения

  • Управление лазерным диодом в импульсном режиме
  • Аналоговая модуляция
     

Драйвер импульсного лазерного диода

Ширина импульса от 1 нс

Встроенный контроллер температуры

Частота до 4 МГц (доступны версии до 250 МГц)

Время нарастания импульса до 500 пс

Драйвер импульсного лазерного диода генерирует любой, как импульсный (длительностью от 1 нс), так непрерывный оптический сигнал. Программное обеспечение с удобным графическим интерфейсом позволяет пользователю полностью контролировать все функции модуля. Включает несколько библиотек для интеграции программного обеспечения.


Приложения

  • ЛИДАР
  • Волоконные лазеры
  • Лазеры с вертикальным резонатором
     

Драйвер высокомощного лазерного диода

Стабильная мощность

Максимальная частота модуляции: 100 кГц

Высокоэффективный (> 80% от штекера)

Управление двумя диодами, установленными последовательно

Драйвер 36 В/21 А оснащен регулятором температуры и вентилятором воздушного охлаждения. Подача постоянного тока для управления одним или несколькими лазерными диодами. По праву считается комплексным решением.


Приложения

  • Накачка волоконных лазеров
  • Неразрушающий контроль
  • Аналоговая модуляция
     

Драйвер волоконного лазерного диода

Стабильная мощность

Максимальная частота модуляции: 100 кГц

Высокоэффективный (> 80% от штекера)

Управление двумя диодами, установленными последовательно

Этот драйвер оптоволоконных лазерных диодов содержит два драйвера лазерных диодов, 6 фотодиодов, инструмент синхронизации импульсного датчика и многие другие специальные функции для любой конфигурации волоконного лазера.


Приложения

  • Накачка волоконных лазеров
  • Неразрушающий контроль
  • Аналоговая модуляция
  • Оптические параметрические усилители
  • Микрочипы
     

Драйвер мультиканального лазерного диода

Стабильная мощность

Управление диодами, излучающими как непрерывно, так и в импульсном режиме

Низкий уровень шума

Этот драйвер позволяет управлять 8 лазерными диодами, излучающими как непрерывно, так и в импульсном режиме. Низкий уровень шума. Может использоваться как генератор импульсов.


Приложения

  • Накачка волоконных лазеров
  • Неразрушающий контроль
  • Аналоговая модуляция
     

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции AeroDIODE на территории РФ

Новые статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *