درایور دیود لیزر نیمه هادی

دیود لیزر نیمه هادی، که می تواند مستقیماً انرژی الکتریکی را به انرژی نور تبدیل کند، دارای ویژگی های روشنایی بالا، راندمان بالا، عمر طولانی، اندازه کوچک و مدولاسیون مستقیم است.

تفاوت بین دیود لیزر نیمه هادی LD و LED دیود ساطع کننده نور معمولی در این است که LD با بازترکیب انتشار تحریک شده نور ساطع می کند و فوتون های ساطع شده در یک جهت و در یک فاز هستند. در حالی که LED از بازترکیب گسیل خود به خودی حامل های تزریق شده به ناحیه فعال برای انتشار فوتون استفاده می کند. جهت و فاز تصادفی است.

بنابراین اساساً دیود لیزر LD دقیقاً مانند دیود ساطع کننده نور معمولی توسط جریان هدایت می شود، اما دیود لیزر به جریان بزرگتری نیاز دارد.

دیودهای لیزر کم مصرف را می توان به عنوان منابع نور (منبع بذر، ماژول های نوری) استفاده کرد و بسته های رایج شامل TO56، بسته های پروانه ای و غیره است.

دیودهای لیزر پرقدرت را می توان مستقیماً به عنوان لیزر یا به عنوان منبع پمپ برای تقویت کننده ها استفاده کرد.

دستورالعمل درایور دیود لیزر LD:

1. درایو جریان ثابت: با توجه به ویژگی های ولت آمپر دیود، ولتاژ هدایت در دو سر نسبتاً کمتر تحت تأثیر تغییرات جریان قرار می گیرد، بنابراین برای منابع ولتاژ برای راه اندازی دیودهای لیزر مناسب نیست. جریان ثابت DC برای راه اندازی دیودهای لیزر مورد نیاز است. هنگامی که به عنوان منبع نور استفاده می شود، جریان محرک معمولاً ≤500 میلی آمپر است. هنگامی که به عنوان منبع پمپ استفاده می شود، جریان محرک معمولاً حدود 10 آمپر است.

2. کنترل ATC (کنترل اتوماتیک دما): جریان آستانه منبع نور به خصوص لیزر با تغییرات دما تغییر می کند که باعث تغییر توان نوری خروجی می شود. ATC مستقیماً روی منبع نور عمل می کند و باعث می شود قدرت نوری خروجی منبع نور ثابت باشد و تحت تأثیر تغییرات ناگهانی دما قرار نگیرد. در عین حال، ویژگی های طیف طول موج دیودهای لیزر نیز تحت تأثیر دما قرار می گیرند. ضریب دمای طیف طول موج دیودهای لیزر FP معمولاً 0.35 نانومتر / ℃ است و ضریب دمای طیف طول موج دیودهای لیزر DFB معمولاً 0.06 نانومتر / ℃ است. برای جزئیات، به اصول اولیه لیزرهای نیمه هادی فیبر کوپل شده مراجعه کنید. محدوده دما به طور کلی 10 ~ 45 ℃ است. با در نظر گرفتن بسته پروانه ای به عنوان مثال، پایه های 1 و 2 ترمیستورهایی برای نظارت بر دمای تیوب لیزر هستند، معمولاً ترمیستورهای 10K-B3950، که برای کنترل تراشه خنک کننده TEC بر روی پایه های 6 و 7 به سیستم کنترل ATC برمی گردند. دمای لوله لیزر , سرمایش ولتاژ جلو, گرمایش ولتاژ منفی

3. کنترل APC (کنترل برق خودکار): دیود لیزر پس از یک دوره استفاده کهنه می شود که باعث کاهش قدرت نوری خروجی می شود. کنترل APC می تواند اطمینان حاصل کند که توان نوری در محدوده خاصی قرار دارد، که نه تنها از تضعیف برق نوری جلوگیری می کند، بلکه از خرابی مدار جریان ثابت و آسیب رساندن به لوله لیزر به دلیل توان نوری بیش از حد جلوگیری می کند.

با در نظر گرفتن بسته پروانه ای به عنوان مثال، پایه های 4 و 5 دیودهای PD هستند که با یک تقویت کننده transimpedance به عنوان یک آشکارساز نوری برای نظارت بر قدرت نوری دیود لیزر ترکیب می شوند. اگر قدرت نوری کاهش یابد، جریان ثابت را افزایش دهید. در غیر این صورت، جریان رانندگی را کاهش دهید.

اگرچه هدف هر دو ATC و APC تثبیت قدرت نوری خروجی منبع نور است، اما عوامل مختلفی را هدف قرار می دهند. APC کاهش قدرت نوری ناشی از پیری دستگاه منبع نور را هدف قرار می دهد. APC تضمین می کند که قدرت نوری به همان اندازه قبل باقی می ماند. حالت خروجی پایدار و ATC برای افزایش و کاهش قدرت منبع نور به دلیل تأثیر دما است. پس از عبور از ATC، اطمینان حاصل می شود که منبع نور همچنان یک توان نوری پایدار تولید می کند.