Driver per diodi laser a semiconduttore

Il diodo laser a semiconduttore, che può convertire direttamente l'energia elettrica in energia luminosa, ha le caratteristiche di alta luminosità, alta efficienza, lunga durata, dimensioni ridotte e modulazione diretta.

La differenza tra il diodo laser a semiconduttore LD e il normale diodo emettitore di luce LED è che LD emette luce mediante ricombinazione di emissione stimolata e i fotoni emessi sono nella stessa direzione e nella stessa fase; mentre il LED utilizza la ricombinazione dell'emissione spontanea di portatori iniettati nell'area attiva per emettere fotoni. La direzione e la fase sono casuali.

Quindi, essenzialmente, il diodo laser LD è guidato dalla corrente proprio come il normale diodo emettitore di luce, ma il diodo laser richiede una corrente maggiore.

I diodi laser a bassa potenza possono essere utilizzati come sorgenti luminose (sorgenti seme, moduli ottici) e i pacchetti comunemente usati includono TO56, pacchetti a farfalla, ecc.

I diodi laser ad alta potenza possono essere utilizzati direttamente come laser o come sorgenti di pompa per amplificatori.

Istruzioni per il driver LD del diodo laser:

1. Pilotaggio a corrente costante: a causa delle caratteristiche volt-ampere del diodo, la tensione di conduzione su entrambe le estremità è relativamente meno influenzata dalle variazioni di corrente, quindi non è adatta per sorgenti di tensione per pilotare diodi laser. Per pilotare i diodi laser è necessaria una corrente continua costante. Se utilizzato come sorgente luminosa, la corrente di pilotaggio è generalmente ≤500 mA. Se utilizzata come sorgente di pompa, la corrente di pilotaggio è solitamente di circa 10 A.

2. Controllo ATC (controllo automatico della temperatura): la corrente di soglia della sorgente luminosa, in particolare del laser, cambierà con i cambiamenti della temperatura, provocando la modifica della potenza ottica in uscita. L'ATC agisce direttamente sulla sorgente luminosa, rendendo la potenza ottica in uscita dalla sorgente luminosa stabile e non influenzata da sbalzi di temperatura. Allo stesso tempo, anche le caratteristiche dello spettro della lunghezza d'onda dei diodi laser sono influenzate dalla temperatura. Il coefficiente di temperatura dello spettro della lunghezza d'onda dei diodi laser FP è solitamente 0,35 nm/℃, mentre il coefficiente di temperatura dello spettro della lunghezza d'onda dei diodi laser DFB è solitamente 0,06 nm/℃. Per i dettagli, vedere le nozioni di base sui laser a semiconduttore accoppiati a fibra. L'intervallo di temperatura è generalmente compreso tra 10 e 45 ℃. Prendendo come esempio il pacchetto a farfalla, i pin 1 e 2 sono termistori per monitorare la temperatura del tubo laser, solitamente termistori 10K-B3950, che retroagiscono al sistema di controllo ATC per azionare il chip di raffreddamento TEC sui pin 6 e 7 per controllare la temperatura del tubo laser. , raffreddamento a tensione diretta, riscaldamento a tensione negativa

3. Controllo APC (controllo automatico della potenza): il diodo laser invecchia dopo un periodo di utilizzo, riducendo la potenza ottica in uscita. Il controllo APC può garantire che la potenza ottica rientri in un determinato intervallo, il che non solo impedisce l'attenuazione della potenza ottica, ma impedisce anche che guasti al circuito a corrente costante causino danni al tubo laser a causa dell'eccessiva potenza ottica.

Prendendo come esempio il pacchetto a farfalla, i pin 4 e 5 sono diodi PD, che sono combinati con un amplificatore a transimpedenza come fotorilevatore per monitorare la potenza ottica del diodo laser. Se la potenza ottica diminuisce, aumentare la corrente di pilotaggio a corrente costante; altrimenti diminuire la corrente di pilotaggio.

Sebbene sia ATC che APC mirino a stabilizzare la potenza ottica in uscita della sorgente luminosa, prendono di mira fattori diversi. APC mira alla diminuzione della potenza ottica causata dall'invecchiamento del dispositivo sorgente luminosa. APC garantisce che la potenza ottica rimanga elevata come prima. Stato di uscita stabile e ATC significa che la potenza della sorgente luminosa aumenta e diminuisce a causa dell'influenza della temperatura. Dopo aver superato l'ATC, è garantito che la sorgente luminosa emetta ancora una potenza ottica stabile.