Félvezető lézerdióda meghajtó

A félvezető lézerdióda, amely közvetlenül képes az elektromos energiát fényenergiává alakítani, nagy fényerővel, nagy hatékonysággal, hosszú élettartammal, kis mérettel és közvetlen modulációval rendelkezik.

Az LD félvezető lézerdióda és a hagyományos fénykibocsátó dióda közötti különbség az, hogy az LD stimulált emissziós rekombinációval bocsát ki fényt, és a kibocsátott fotonok azonos irányúak és azonos fázisúak; míg a LED az aktív területre injektált hordozók spontán emissziós rekombinációját használja a fotonok kibocsátására. Az irány és a fázis véletlenszerű.

Tehát az LD lézerdiódát lényegében áram hajtja, mint a közönséges fénykibocsátó diódát, de a lézerdióda nagyobb áramot igényel.

A kis teljesítményű lézerdiódák fényforrásként használhatók (magforrások, optikai modulok), az általánosan használt csomagok közé tartozik a TO56, a pillangós csomag stb.

A nagy teljesítményű lézerdiódák közvetlenül lézerként vagy erősítők szivattyúforrásaként használhatók.

Lézerdióda LD illesztőprogram utasításai:

1. Állandó áramú hajtás: A dióda volt-amper karakterisztikájából adódóan a vezetési feszültséget mindkét végén relatíve kevésbé befolyásolja az áram változása, ezért nem alkalmas feszültségforrások lézerdiódák meghajtására. A lézerdiódák meghajtásához állandó egyenáram szükséges. Fényforrásként használva a meghajtó áram általában ≤500mA. Ha szivattyúforrásként használják, a meghajtó áram általában körülbelül 10 A.

2. ATC szabályozás (automatikus hőmérsékletszabályozás): A fényforrás, különösen a lézer küszöbárama a hőmérséklet változásával változik, ami a kimeneti optikai teljesítmény változását okozza. Az ATC közvetlenül a fényforrásra hat, így a fényforrás kimeneti optikai teljesítménye stabil, és nem befolyásolják a hirtelen hőmérséklet-változások. Ugyanakkor a lézerdiódák hullámhossz-spektrum jellemzőit a hőmérséklet is befolyásolja. Az FP lézerdiódák hullámhossz-spektrum hőmérsékleti együtthatója általában 0,35 nm/℃, a DFB lézerdiódák hullámhossz-spektrum hőmérsékleti együtthatója pedig általában 0,06 nm/℃. A részletekért lásd a szálcsatolt félvezető lézerek alapjait. A hőmérséklet-tartomány általában 10-45 ℃. Példaként a pillangócsomagot tekintve az 1. és 2. érintkezők termisztorok a lézercső hőmérsékletének figyelésére, általában 10K-B3950 termisztorok, amelyek visszacsatolnak az ATC vezérlőrendszerbe, hogy a 6. és 7. érintkezőkön lévő TEC hűtőchipet irányítsák. a lézercső hőmérséklete. , előremenő feszültségű hűtés, negatív feszültségű fűtés

3. APC vezérlés (automatikus teljesítményszabályozás): A lézerdióda egy idő után elöregszik, ami csökkenti a kimeneti optikai teljesítményt. Az APC vezérléssel biztosítható, hogy az optikai teljesítmény egy bizonyos tartományon belül legyen, ami nemcsak az optikai teljesítmény gyengülését akadályozza meg, hanem azt is, hogy az állandó áramköri meghibásodások ne okozzanak kárt a lézercsőben a túlzott optikai teljesítmény miatt.

Példaként a pillangócsomagot vesszük, a 4-es és 5-ös érintkező PD diódák, amelyeket egy transzimpedancia-erősítővel kombinálnak, mint fotodetektort a lézerdióda optikai teljesítményének figyelésére. Ha az optikai teljesítmény csökken, növelje az állandó áramerősséget; ellenkező esetben csökkentse a meghajtó áramot.

Bár mind az ATC, mind az APC célja a fényforrás kimeneti optikai teljesítményének stabilizálása, különböző tényezőket céloznak meg. Az APC az optikai teljesítmény csökkenését célozza meg, amelyet a fényforrás eszközének elöregedése okoz. Az APC gondoskodik arról, hogy az optikai teljesítmény ugyanolyan magas maradjon, mint korábban. Stabil kimeneti állapot, és az ATC arra szolgál, hogy a fényforrás teljesítménye emelkedjen és csökkenjen a hőmérséklet hatására. Az ATC áthaladása után biztosított, hogy a fényforrás továbbra is stabil optikai teljesítményt adjon ki.