Driver de diodo laser semicondutor

O diodo laser semicondutor, que pode converter diretamente energia elétrica em energia luminosa, possui características de alto brilho, alta eficiência, longa vida, tamanho pequeno e modulação direta.

A diferença entre o diodo laser semicondutor LD e o LED de diodo emissor de luz comum é que o LD emite luz por recombinação de emissão estimulada, e os fótons emitidos estão na mesma direção e na mesma fase; enquanto o LED usa recombinação de emissão espontânea de portadores injetados na área ativa para emitir fótons. A direção e a fase são aleatórias.

Então, essencialmente, o diodo laser LD é acionado por corrente, assim como o diodo emissor de luz comum, mas o diodo laser requer uma corrente maior.

Diodos laser de baixa potência podem ser usados ​​como fontes de luz (fontes de sementes, módulos ópticos) e os pacotes comumente usados ​​incluem TO56, pacotes borboleta, etc.

Diodos laser de alta potência podem ser usados ​​diretamente como lasers ou como fontes de bomba para amplificadores.

Instruções do driver LD de diodo laser:

1. Acionamento de corrente constante: Devido às características de volt-ampere do diodo, a tensão de condução em ambas as extremidades é relativamente menos afetada pelas mudanças na corrente, portanto, não é adequado para fontes de tensão acionarem diodos laser. A corrente constante DC é necessária para acionar os diodos laser. Quando usada como fonte de luz, a corrente de acionamento é geralmente ≤500mA. Quando usado como fonte de bomba, a corrente de acionamento é geralmente de cerca de 10A.

2. ATC control (automatic temperature control): The threshold current of the light source, especially the laser, will change with changes in temperature, which will cause the output optical power to change. ATC acts directly on the light source, making the output optical power of the light source stable and not affected by sudden changes in temperature. At the same time, the wavelength spectrum characteristics of laser diodes are also affected by temperature. The wavelength spectrum temperature coefficient of FP laser diodes is usually 0.35nm/℃, and the wavelength spectrum temperature coefficient of DFB laser diodes is usually 0.06nm/℃. For details, see the basics of fiber-coupled semiconductor lasers. The temperature range is generally 10~45℃. Taking the butterfly package as an example, pins 1 and 2 are thermistors to monitor the temperature of the laser tube, usually 10K-B3950 thermistors, which feed back to the ATC control system to drive the TEC cooling chip on pins 6 and 7 to control the temperature of the laser tube. , forward voltage cooling, negative voltage heating

3. Controle APC (controle automático de potência): O diodo laser envelhecerá após um período de uso, o que reduzirá a potência óptica de saída. O controle APC pode garantir que a potência óptica esteja dentro de uma determinada faixa, o que não apenas evita a atenuação da potência óptica, mas também evita que falhas no circuito de corrente constante causem danos ao tubo do laser devido à potência óptica excessiva.

Tomando o pacote borboleta como exemplo, os pinos 4 e 5 são diodos PD, que são combinados com um amplificador de transimpedância como fotodetector para monitorar a potência óptica do diodo laser. Se a potência óptica diminuir, aumente a corrente de condução constante; caso contrário, diminua a corrente de condução.

Embora tanto o ATC quanto o APC visem estabilizar a potência óptica de saída da fonte de luz, eles visam fatores diferentes. A APC visa a diminuição da potência óptica causada pelo envelhecimento do dispositivo fonte de luz. A APC garante que a potência óptica permaneça tão alta quanto antes. Estado de saída estável e ATC serve para que a potência da fonte de luz aumente e diminua devido à influência da temperatura. Depois de passar pelo ATC, é garantido que a fonte de luz ainda produz uma potência óptica estável.