Trình điều khiển diode laser bán dẫn

Diode laser bán dẫn có thể chuyển đổi trực tiếp năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng, có đặc điểm là độ sáng cao, hiệu suất cao, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ và điều chế trực tiếp.

Sự khác biệt giữa diode laser bán dẫn LD và đèn LED diode phát sáng thông thường là LD phát ra ánh sáng bằng cách tái hợp phát xạ kích thích và các photon phát ra cùng hướng và cùng pha; trong khi LED sử dụng sự tái tổ hợp phát xạ tự phát của các hạt mang được đưa vào vùng hoạt động để phát ra photon. Hướng và pha là ngẫu nhiên.

Vì vậy, về cơ bản, diode laser LD được điều khiển bởi dòng điện giống như diode phát sáng thông thường, nhưng diode laser yêu cầu dòng điện lớn hơn.

Điốt laser công suất thấp có thể được sử dụng làm nguồn sáng (nguồn hạt giống, mô-đun quang) và các gói thường được sử dụng bao gồm TO56, gói bướm, v.v.

Điốt laser công suất cao có thể được sử dụng trực tiếp làm tia laser hoặc làm nguồn bơm cho bộ khuếch đại.

Hướng dẫn điều khiển LD diode laser:

1. Ổ đĩa dòng không đổi: Do đặc tính volt-ampe của diode, điện áp dẫn ở cả hai đầu tương đối ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của dòng điện, do đó không phù hợp với nguồn điện áp để điều khiển điốt laser. Cần có dòng điện một chiều không đổi để điều khiển điốt laser. Khi được sử dụng làm nguồn sáng, dòng điện thường là 500mA. Khi được sử dụng làm nguồn bơm, dòng điện truyền động thường khoảng 10A.

2. Điều khiển ATC (điều khiển nhiệt độ tự động): Dòng ngưỡng của nguồn sáng, đặc biệt là tia laser, sẽ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi, điều này sẽ khiến công suất quang đầu ra thay đổi. ATC tác động trực tiếp lên nguồn sáng, giúp công suất quang đầu ra của nguồn sáng ổn định và không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Đồng thời, đặc tính phổ bước sóng của điốt laser cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Hệ số nhiệt độ phổ bước sóng của điốt laser FP thường là 0,35nm/oC và hệ số nhiệt độ phổ bước sóng của điốt laser DFB thường là 0,06nm/oC. Để biết chi tiết, hãy xem những kiến ​​thức cơ bản về laser bán dẫn ghép sợi quang. Phạm vi nhiệt độ thường là 10 ~ 45oC. Lấy gói bướm làm ví dụ, chân 1 và 2 là các điện trở nhiệt để theo dõi nhiệt độ của ống laser, thường là các điện trở nhiệt 10K-B3950, phản hồi về hệ thống điều khiển ATC để điều khiển chip làm mát TEC trên chân 6 và 7 để điều khiển. nhiệt độ của ống laser. , làm mát điện áp chuyển tiếp, sưởi ấm điện áp âm

3. Điều khiển APC (điều khiển công suất tự động): Diode laser sẽ bị lão hóa sau một thời gian sử dụng, điều này sẽ làm giảm công suất quang đầu ra. Điều khiển APC có thể đảm bảo rằng công suất quang nằm trong một phạm vi nhất định, điều này không chỉ ngăn công suất quang bị suy giảm mà còn ngăn ngừa sự cố mạch dòng điện liên tục gây hư hỏng ống laser do công suất quang quá mức.

Lấy gói bướm làm ví dụ, chân 4 và 5 là điốt PD, được kết hợp với bộ khuếch đại transimpedance làm bộ tách sóng quang để theo dõi công suất quang của diode laser. Nếu công suất quang giảm, hãy tăng dòng điện dẫn động không đổi; mặt khác, giảm dòng điện lái xe.

Mặc dù cả ATC và APC đều nhằm mục đích ổn định công suất quang đầu ra của nguồn sáng nhưng chúng nhắm đến các yếu tố khác nhau. APC nhắm mục tiêu giảm công suất quang do thiết bị nguồn sáng bị lão hóa. APC đảm bảo công suất quang vẫn cao như trước. Trạng thái đầu ra ổn định và ATC dành cho công suất của nguồn sáng tăng giảm do ảnh hưởng của nhiệt độ. Sau khi vượt qua ATC, đảm bảo nguồn sáng vẫn phát ra nguồn quang ổn định.